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TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 1
U N I V E R S I D A D D E L B I O – B I O
FACULTAD DE ARQUITECTURA, CONSTRUCCION Y DISEÑO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA CONSTRUCCION
ESCUELA DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS
DE LA CONSTRUCCION “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS
ESCUADRIAS CON MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
Alumno : Cristian Torres Urrutia.
Profesor Guía : Sr. Sebastián Fernández S. Constructor Civil
Profesores Asesores : Sr. Haroldo Jerez S. Constructor Civil Sr. Jorge Araneda R. Ingeniero Civil
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CONCEPCION, MARZO DE 2004
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Firma alumno Vº B Profesor Guía Cristian Torres U. Sr. Sebastián Fernández
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DEDICATORIA
Especialmente a mi madre por todo su apoyo y
comprensión, a mi padre que desde el cielo me ha
brindado la ayuda para salir adelante, a mi polola y
a todas esas personas que me quieren, me estiman
y que son importantes en mi vida.
También agradezco el apoyo para los que colaboraron
directamente en esta investigación como mi profesor
guía Don Sebastián Fernández, la gente encargada
del PTM sobre todo a Don Raul Crisosto y una
mención especial al Grupo Cunnis.
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RESUMEN
El trabajo tiene como objetivo principal investigar y evaluar el potencial de
mejoramiento térmico de los muros de albañilería de ladrillo, mediante la
utilización de ladrillos de altas escuadrías con morteros de pega de reducido
espesor.
Esta investigación se divide entres etapas principales:
Como primera, etapa se dan a conocer los mecanismos asociados a la
transmisión de calor, con el objetivo de analizar el comportamiento térmico y
mecánico de los muros de albañilería. Luego, se dan a conocer los principales
materiales constituyentes de las albañilerías, caracterizando cada uno de estos
en sus principales componentes, sus propiedades, clasificación y requisitos
mínimos que deben cumplir estos para formar parte de un muro de albañilería.
Se dan a conocer además, las principales características de los muros de
albañilería, procesos de fabricación, la justificación y el uso de ladrillos de altas
escuadrías y espesores de mortero de pega mas utilizados.
En una segunda etapa, se realizon los ensayos experimentales para los
cuales se confeccionaron un gran número de probetas donde se evaluaron el
comportamiento térmico, mecánico e hídrico de las soluciones propuestas para
esta investigación. Dichos ensayos, se realizaron conforme a los parámetros
que exige la normativa nacional vigente.
Por último y como tercera etapa de esta investigación, sé hizo un análisis
comparativo de los resultados obtenidos en los ensayos, concluyendo sobre las
ventajas que trae consigo el uso de las soluciones que plantea esta
investigación.
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INDICE
PAG. DEDICATORIA RESUMEN INTRODUCCIÓN 10 PLANTEANIENTO DEL PROBLEMA 12 HIPÓTESIS 15 OBJETIVO GENERAL 15 OBJETIVOS ESPECIFICOS 15
CAPITULO I “ CONCEPTOS TÉRMICOS Y GENERALIDADES”
1.1 Normativa Internacional 20 1.2 Normativa En Chile 20 1.3 Confort Térmico 21 1.4 Aislación Térmica 22 1.5 Transferencia de Calor 23 1.5.1 Conducción 24 1.5.2 Convección 24 1.5.3 Radiación 26 1.6 Conductividad Térmica 26 1.7 Conductancia Térmica 29 1.8 Inercia Térmica 29 1.9 Resistencia Térmica 31 1.9.1 Resistencia Térmica de los Materiales 31 1.9.2 Resistencia Térmica de los Elementos Constructivos 32 1.10 Coeficientes Superficiales de Transmitancia Térmica 33 1.11 Resistencias Térmicas Superficiales 33 1.12 Transmitancia Térmica 34 1.13 Puentes Térmicos 37
CAPITULO II “ MORTEROS DE PEGA O JUNTAS DE ALBAÑILERÌA”
2.1 Componentes de los Morteros 39 2.1.1 Cemento 39 2.1.1.1 Clasificación de los cementos fabricados en Chile. 39 2.1.2 Aridos 40 2.1.2.1 Granulometria de la Arena 42 2.1.3 Agua 42 2.1.4 Adiciones y/o Aditivos 44 2.1.4.1 Cal 44 2.1.4.2 Aditivos Especiales 46
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2.2 Propiedades de los Morteros 48 2.2.1 Propiedades de los Morteros en Estado fresco 48 2.2.1.1 Trabajabilidad 49 2.2.1.2 Exudación y Retentividad del Agua de Amasado 52 2.2.1.3 Fragüado 54 2.2.1.4 Falso Fraguado del Cemento 54 2.2.1.5 Agrietamiento Plástico 55 2.2.2 Propiedades del Mortero Endurecido 56 2.2.2.1 Densidad 56 2.2.2.2 Resistencia 57 2.2.2.3 Resistencia a la Compresión 58 2.2.2.4 Resistencia a la Tracción 59 2.2.2.5 Cambios de Volumen 60 2.2.2.6 Durabilidad 62 2.3 Dosificación de Morteros 63 2.3.1 Relación Agua/Cemento 64 2.3.2 Características del Árido 64 2.3.3 Cantidad de Agua 65 2.3.4 Dosificación de morteros por Proporciones 68 2.3.5 Proporciones Especificadas en Peso 68 2.3.6 Dosificaciones Mas Utilizadas 69 2.4 Clasificación de los morteros 71 2.4.1 Grado de Resistencia a la Compresión 71 2.4.2 Grado de Consistencia 72 2.4.3 Grado de Retentividad 72 2.4.4 Requisitos Complementarios 73
CAPITULO III “CLASIFICACIÓN Y REQUISITOS DE LOS LADRILLOS CERÁMICOS”
3.1 Definición 75 3.2 Clasificación 75 3.2.1 Clasificación por Clases 75 3.2.2 Clasificación por Grados 76 3.2.3 Clasificación por Uso 78 3.3 Requisitos de Forma y Terminación 79 3.3.1 Forma 79 3.3.2 Terminación 80 3.3.2.1 Fisuras 80 3.3.2.2 Desconchamiento 81 3.3.2.3 Eflorescencia 81 3.3.2.4 Saltaduras 81 3.3.3 Requisitos Geométricos 81
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CAPITULO IV “CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LOS LADRILLOS DE ALTAS
ESCUADRÍAS EXISTENTES EN EL MERCADO NACIONAL”
4.1 Producción a nivel nacional 84 4.2 Ladrillos de altas escuadrías producidos
Por industrias Princesa 85 4.3 Ladrillos de altas escuadrías producidos
Por Cerámicas Santiago 89 4.4 Justificación del uso de ladrillos de altas escuadrías 90
CAPITULO V “MUROS DE ALBAÑILERÍA, PROCESOS DE CONSTRUCCION, JUSTIFICACIÓN
DE ESPESORES Y MAYORES ESCUADRÍAS”
5.1 Albañilerías 93 5.1.1 Albañilería Confinada 93 5.1.2 Albañilería Armada 94 5.2 Procesos de Construcción de las albañilerías de Ladrillos 95 5.2.1 Fabricación del Mortero 95 5.2.1.1 Medición de los Materiales 96 5.2.1.2 Amasado 98 5.2.1.3 Colocación del Mortero de Pega 99 5.2.3 Espesores de Mortero de Pega Más Utilizados 101 5.3 Justificación de Espesores y Mayores Escuadrías 103
CAPITULO VI “ETAPA EXPERIMENTAL, RESULTADOS Y ANALISIS”
6.1 Generalidades 106 6.2 Factores a Considerar en la Etapa experimental 106 6.2.1 Factores Constantes 107 6.2.2 Factor Variable 110 6.3 Requisitos y Descripción de los Ensayos 111 6.3.1 Características del prisma de Albañilería Destinado a Ensaye a Compresión 112 6.3.2 Características de los Muretes de Albañilería Destinado
a ensaye a Corte Diagonal 114 6.3.3 Confección de Prismas y Muretes de Albañilería Para
Ensayes Mecánicos e Hídricos 115 6.3.3.1 Curado de los Prismas y Muretes Para Ensayos mecánicos e hídrico 118 6.3.3.2 Refrentado de Prismas y Muretes 119 6.3.4 Construcción de Probetas Para Ensayo Térmico 120 6.3.5 Ensayos Complementarios Para la Arena 121
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6.3.6 Ensayo a Compresión de Prismas de Albañilería 121 6.3.6.1 Procedimiento del Ensayo 123 6.3.6.2 Metodología Para Determinar La Resistencia Prismática 125 6.3.7 Ensayo Mecánico De Muretes Al Corte Diagonal 126 6.3.7.1 Procedimiento del Ensayo 127 6.3.7.2 Metodología Para determinar la Resistencia al Corte 129 6.3.8 Ensayo Térmico de Probetas de Albañilería 129 6.3.8.1 Aislación Térmica de las Cámaras 132 6.3.8.2 Colocación del Anillo de Guarda en la Cámara Térmica 136 6.3.8.3 Colocación y Distribución de las Termocuplas 137 6.3.8.4 Procedimiento de Ejecución del Ensayo Térmico 140 6.3.8.5 Mediciones Térmicas 141 6.3.8.6 Metodología Para Determinar los Datos Térmicos 142 6.3.9 Ensayo de Permeabilidad 144 6.3.9.1 Procedimiento del Ensayo 148 6.4 Resultado de los Ensayos 151 6.4.1 Resultado del Ensayo a Granulometría de la Arena 151 6.4.2 Resultado de los Ensayos a Compresión de prismas
de Albañilería 153 6.4.3 Resultado de los Ensayos a Corte Diagonal de muretes
De Albañilería 157 6.4.4 Resultado de los Ensayos Térmicos a Probetas de Albañilería 163 6.4.5 Resultado de los Ensayos de Permeabilidad a Probetas
de Albañilería 168 6.5 Análisis de los Resultados 172 6.5.1 Ensayos Mecánicos 172 6.5.1.1 Resistencia a la Compresión de Prismas de Albañilería 173 6.5.1.2 Resistencia al corte de Muretes de Albañilería 176 6.5.2 Transmitancia térmica de Probetas de Albañilería 179 6.5.3 Ensayo de Permeabilidad 184 6.5.4 Análisis de los Recursos Utilizados 186 6.6 Desarrollo de especificaciones Técnicas y Recomendaciones 187
para las soluciones Planteadas
CONCLUSIÓNES Y COMENTARIOS 191 BIBLIOGRAFÍA 193 GLOSARIO 195 ANEXOS 198
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INTRODUCCIÓN
A mediados de los años 70, la calidad térmica del parque habitacional, era
por lo general subestimada, y se solucionaba instalando artefactos de alto
consumo de energía o construyendo muros perimetrales macizos y gruesos con
el objetivo de proporcionar una mejor calidad de vida a las personas.
Es en este contexto que a partir de los años 80 comienza a generarse un
cambio de mentalidad debido al encarecimiento de los combustibles, lo cual
obliga al mundo entero a buscar soluciones en lo que se refiere al confort
térmico, prueba de esto es que en Chile, en el año 1990, la Comisión Nacional
de Energía, realiza un estudio acerca del gasto de energía primaria en el país,
el cual arroja para el sector vivienda y construcción 1/3 del consumo nacional.
Durante el mismo año, se realiza el Primer Congreso Nacional de Energía, de la
Universidad de Chile, el cual determino que este consumo de energía es
elevado y que aplicando medidas de protección térmica se pueden obtener
ahorros sustanciales de energía.
El primer paso significativo, se vio reflejado en el mes de mayo del año 2000,
con la entrada en vigencia de las disposiciones sobre aislaron térmica de
edificios, incorporados en el articulo 4.1.10, de la Ordenanza General de
Urbanismo y Construcción, las cuales se refieren a exigencias de
acondicionamiento térmico para el complejo de techumbre de la vivienda,
fijando valores máximos de transmitancia térmica, y mínimos de resistencia,
para las 7 zonas climáticas en las que se dividió nuestro país.
En nuestro país la mayoría de las construcciones son sobre la base de
albañilería de ladrillo, las cuales presentan condiciones de habitabilidad
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deficientes en lo que se refiere al confort térmico, es pro esto que la normativa
actual avanza hacia mejoras en este sentido y propone nuevas etapas en la
reglamentación térmica, que exigirán valores de transmitancia térmica mucho
mas rigurosos de forma de llegar a estándares de calidad comparables con la
de países desarrollados.
Desde el punto de vista de la aislación térmica el elemento conflictivo
componente de los muros de albañilería es el mortero de pega ya que posee
una conductividad muy alta produciéndose una perdida de calor importante en
la edificación con la principal consecuencia de dar a las viviendas construidas
con dichos elementos características negativas en lo que se refiere a la
habitabilidad y confort térmico.
Lo que se plantío es entonces, ¿cómo mejorar la aislación térmica de los
muros envolventes, de modo de disminuir el porcentaje de mortero de pega en
el área frontal del un muro?
A través de un análisis experimental, donde se implementaron pruebas y
ensayos, se evalúo las mejorías que trae la incorporación de ladrillos de altas
escuadrías y la disminución de los espesores de mortero de pega tradicionales,
con el principal efecto de reducir el porcentaje de mortero de pega en el área
frontal de un muro y mejorar las propiedades térmicas de este.
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Hoy en día la mayoría de las construcciones hechas en nuestro país en lo
que se refiere a la envolvente de edificaciones, se realiza en base a hormigón y
albañilería, esto lo avala un estudio realizado por el INE, en Chile entre 1994 y
1998 el 41.1% de las viviendas se construyeron con ladrillo como único material
en muros y un 25.8% se construyeron en hormigón armado utilizado
principalmente edificios en altura.
Estudios posteriores realizados en el laboratorio de física de la construcción
de la Universidad del Bío Bío han arrojado valores de transmitancia térmica (U)
entre 1,8 y 3,5 (W/m2 K) para muros convencionales en albañilería de ladrillo,
valores muy precarios , si se considera que en un corto plazo entrara en
vigencia la Segunda Etapa de la Reglamentación Térmica y que situara valores
de transmitancia térmica entre 2,0 ≥ U ≥ 1,0 (W/m2 K) de acuerdo a las 7 zonas
climáticas en las que esta dividido nuestro país.
Trabajos preliminares desarrollados en nuestra casa de estudio demuestran
que los morteros de pega tradicionales cuyas dosificaciones mas comunes son
1:3 y 1:4, poseen valores de conductividad térmica entre 1,4 y 1,6 (W/m ºC),
notándose una gran diferencia con los valores de conductividad térmica
obtenidos para los ladrillos cerámicos nacionales que se sitúan entre 0,297 y
0,475 (W/m ºC)1. De esta forma se refleja que el mortero de pega tradicional es
entre 4 a 6 veces mas conductor que el ladrillo, representando en este caso un
puente térmico cuando ambos constituyen elementos básicos de un muro de
albañilería.
1 [Cstro, 2002] Habla sobre la influencia del mortero de pega en las albañilerías.
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Por otro lado estudios realizados referente al tema en seminarios anteriores,
señalan valores que reflejan que el área ocupada por el mortero de pega
tradicional 1:3 con espesores de 5 a 20 mm es entre el 9% y el 27% de la cara
frontal de un muro1, dependiendo del tipo de escuadría de la unidad cerámica.
Es tos estudios han reflejado a demás que al analizar el ladrillo TRE 29x14x7,1
de Industrias Princesa, el cual es el mas utilizado en la albañilería local, este
aporta un 73% del área frontal de un muro con un espesor de mortero de pega
de 20 mm.
Para el caso especifico mencionado y analizado en nuestra universidad,
para valores de conductividad térmica mortero-ladrillo, se tiene que el flujo
térmico que escapa a través del mortero de pega es mayor al 50% del flujo
térmico total2, es decir, mas de la mitad del calor se pierde a través de este, con
las consecuencias desde el punto de vista del gasto energético y el deterioro
del confort térmico.
Además se puede inferir de los ensayos proporcionados por los fabricantes
de productos cerámicos, que variando la distribución interior de los alvéolos de
los ladrillos cerámicos, se puede disminuir la transmitancia del elemento ladrillo
cerámico. También si es aumentada su dimensión en el alto, como lo muestran
los resultados de los ensayos, esto implicaría una menor cantidad de mortero
de pega por igual unidad de superficie, lo que traería consigo una disminución
de los puentes térmicos producidos por el mortero de pega2.
En seminarios anteriores2 se a concluido que la mejora en el
comportamiento térmico en general, al variar los espesores de mortero de pega,
2 [Campos, 2002] Habla sobre la caracterización de propiedades térmicas e hídricas de ladrillos.
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podría ser aun mas significativa si se incorpora una mayor cantidad de área por
unidad y que los diseños de los ladrillos en cuanto a las dimensiones, tamaño y
numero de perforaciones fuesen también consecuentes con las exigencias
mecánicas y térmicas en forma simultanea.
En base al análisis anterior, este trabajo plantío la siguiente pregunta que
resume el problema especifico a resolver, ¿cómo mejorar la aislación térmica
de los muros envolventes, de modo que el material arcilloso tenga una mayor
participación en el área frontal del un muro, sin comprometer estructuralmente
los muros de albañilería?
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HIPOTESIS
“La utilización de ladrillos de altas escuadrías con morteros de pega de
reducido espesor, disminuye el área del puente térmico mejorando la aislación
térmica de los muros de albañilería”.
OBJETIVO GENERAL
Investigar y evaluar a través de un análisis experimental el potencial de
mejoramiento térmico de los muros de albañilería de ladrillo mediante la
utilización de ladrillos de altas escuadrías con morteros de pega de reducido
espesor, analizando los efectos termoestructurales que resulten del uso de
ladrillos de altas escuadrías, relacionado con las eventuales mejorías térmicas y
las posibles declinaciones estructurales.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
• Establecer los mecanismos y propiedades asociadas al comportamiento
térmico y mecánico de los muros de albañilería y los morteros de pega.
• Analizar y evaluar las especificaciones y procedimientos constructivos de
muros de albañilería de ladrillos, identificando; tipos de ladrillos,
dosificaciones, espesores mas utilizados, requisitos técnicos y otros a
considerar en el diseño experimental del estudio.
• Diseñar e implementar los procedimientos de ensayos térmicos y
mecánicos para las soluciones planteadas.
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• Analizar y evaluar térmica y estructuralmente muros de albañilería
compuestos con ladrillos de altas escuadrías y morteros de pega de
reducido espesor.
• Desarrollar especificaciones técnicas, generando la información técnica
necesaria para materializar muros con ladrillos de altas escuadrías con
morteros de pega de reducido espesor
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CAPITULO I “CONCEPTOS TERMICOS Y GENERALIDADES”
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En el presente capitulo se da a conocer el marco normativo que rige la
aislación térmica en nuestro país, así como conceptos térmicos, valores y
unidades de medida que se utilizaran para desarrollar la investigación.
1.1 NORMATIVA INTERNACIONAL En la actualidad en muchos países las ordenanzas de construcciones
incluyen normas térmicas cuya obligatoriedad es asumida en todos los
proyectos de edificación pública y/o privada.
La mayor parte de la legislación actual internacional regula la máxima
transmisión térmica unitaria a través de muros, pisos y cubiertas. Un ejemplo
típico es la norma Británica F3, vigente desde 1974, cuyo aspecto significativo
es la exigencia del coeficiente “U” de los muros perimetrales con un valor no
superior a 1.8 (W/ m2 °C).
1.2 NORMATIVA EN CHILE
Desde Mayo del año 2000 empezaron a regir en Chile, las primeras
disposiciones sobre aislación térmica de edificios, incorporadas en el artículo
4.1.10 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción. Estas
disposiciones se refieren a exigencias de acondicionamiento térmico para el
complejo de techumbre de la vivienda fijando valores máximos de transmitancia
térmica “U” o mínimos de resistencia “R” para las techumbres en las siete
zonas climáticas en que para efectos de diseño arquitectónico se divide nuestro
país.
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En nuestro país el marco normativo que rige los estándares desde el punto
de vista del confort térmico en la construcción presenta deficiencias desde el
punto de vista de la calidad.
Con la nueva entrada en vigencia de la 2da etapa de la reglamentación
térmica se busca mejorar los estándares de calidad, sin embargo estos
esfuerzos por reformular y actualizar las antiguas normativas, es solo el
comienzo para avanzar hacia un escenario mucho mas reglamentado, con
disposiciones que aseguren la calidad y seguridad de la construcción.
1.3 CONFORT TÉRMICO
Se define como la sensación de satisfacción o bienestar que experimenta el
ser humano en un ambiente determinado.
El confort térmico resulta de la combinación de una serie de factores que
producen esta sensación de placer dentro de un recinto, entre los cuales
tenemos:
• Factores Físico Ambientales
Los más importantes son la temperatura del aire, humedad ambiental y la
velocidad del aire.
• Recinto construido
El tipo de recinto debe ser aquel que asegure a la persona un ambiente
agradable, brinde seguridad y comodidad ante las diversas condiciones
climáticas a las que se verán afectadas.
• Tipo de aislante
Es muy importante hacer una buena selección del aislante a utilizar, ya que
de él dependerá el grado de confort térmico que tendrá la vivienda.
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La elección de un buen aislante es fundamental para evitar gastar dinero en
elementos mecánicos o eléctricos que permitan conservar la temperatura
agradable al interior de la vivienda. [Pérez, 2002]
1.4 AISLACIÓN TÉRMICA El concepto de aislación térmica surge con el fin de lograr confort, seguridad,
protección y ahorro económico a los individuos que habitan los recintos
habitacionales.
Se define aislación térmica como la barrera que presentan los diferentes
materiales al paso de calor. En cualquier construcción no se puede hablar de
una barrera perfecta, ya que no existen los espacios herméticos interiores,
debidos a rendijas en puertas y ventanas, batientes, etc., y debido a que no hay
un material que impida en un 100% el paso de calor, a lo más, podrá retardarlo
o moderar su efecto.
La resistencia de un material al paso de calor dependerá del espesor de este
y de una propiedad intrínseca del material llamada conductividad térmica.
Mientras mayor sea su conductividad, menor será la resistencia al paso de
calor. [Pérez, 2002]
Los objetivos de la aislación térmica son el brindar un ambiente agradable
para la vida humana y para el desarrollo de actividades y obtener una economía
en el consumo de energía necesaria para mantener un ambiente agradable.
Estos objetivos son afectados o condicionados por:
- El medio climático que rodea a la vivienda.
- El ser humano y sus características fisiológicas especiales.
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- Los hábitos y construcción que separan el ambiente interior y exterior de la
vivienda.
Una mala o deficiente aislación térmica, produce en época de invierno
pérdidas indebidas de calor desde el interior de la vivienda, y en verano la
penetración exagerada de calor desde el exterior, produciéndose efectos
perjudiciales para la salud de los moradores y el deterioro de las
construcciones.
Otra consecuencia de una mala aislación térmica en los muros envolventes
de una edificación, es el aumento de condensación superficial por la cara
interior de este, disminuyendo su durabilidad, desmejorando su aspecto y
obligando a reparaciones no presupuestadas.
1.5 TRANSFERENCIA DE CALOR Para que exista flujo térmico entre dos elementos, se supone que debe
existir dos o más superficies entre las cuales exista una diferencia de
temperatura, de esta manera se produce un flujo a través del material por
desplazamiento del calor desde la superficie con mayor temperatura hacia la
superficie o lado de menor temperatura, esta transferencia de calor se produce
hasta que se alcanza el equilibrio de temperatura entre ambos ambientes. Cabe
mencionar que la cantidad de calor transmitida esta directamente relacionada
con las propiedades térmicas del elemento en estudio, en este caso del muro o
solución constructiva analizada. [Kreist, Frank, 1970]
Existen tres mecanismos o procesos en los cuales se desarrolla la
transmisión de calor, estos mecanismos son: radiación, convección y
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conducción. Cabe mencionar que en muchas ocasiones estos mecanismos
interactúan en forma simultánea.
1.5.1 CONDUCCIÓN Se define como el paso de calor entre las moléculas vecinas de una
sustancia o entre sustancias que se tocan y tienen buen contacto entre sí. [
Kreist, Frank, 1970]
La rapidez con la que se conduce el calor a través de una sustancia,
depende de los siguientes factores:
- Espesor del material (e)
- Área de la sección transversal (A)
- Conductividad térmica del material (λ)
- Diferencia de temperaturas entre los dos lados del material (∆T)
- La duración del flujo de calor. 1.5.2 CONVECCIÓN Es un proceso en el cual la transferencia de calor es por acción combinada
entre conducción de calor, almacenamiento de energía y movimiento de
mezcla, utiliza como medio a algún fluido, como lo puede ser el aire o el agua.
[ Kreist, Frank, 1970]
La transferencia de energía por convección, desde una superficie cuya
temperatura es superior a la del fluido que la rodea, se realiza en varias etapas.
Primero, el calor fluirá por conducción desde la superficie hacia las partículas
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adyacentes del fluido, la energía así transferida servirá para incrementar la
temperatura y la energía interna de esas partículas. Entonces, las partículas del
fluido se moverán hacia una región de este con temperatura más baja, donde
se mezclarán y transferirán una parte de su energía a otras partículas. El flujo,
en este caso, es de fluido y de energía, realmente la energía es almacenada en
las partículas del fluido y transportada como resultado del movimiento de masa.
Para su operación este mecanismo no depende únicamente de la diferencia de
temperatura y, por lo tanto, no está estrictamente de acuerdo con la definición
de transferencia del calor. Sin embargo, el efecto neto es un transporte de
energía y, puesto que éste ocurre en la dirección de un gradiente de
temperatura, está clasificado como un modo de transferencia de calor y
conocido como flujo de calor por convección.
La transferencia de calor por convección se clasifica, de acuerdo con la
forma de inducir el flujo en convección libre y convección forzada.
Cuando el movimiento de mezclado tiene lugar exclusivamente como
resultado de la diferencia de densidades causado por los gradientes de
temperatura, se habla de convección natural o convección libre. [ Kreist, Frank,
1970]
Cuando el movimiento de mezclado es inducido por algún agente externo, tal
como una bomba o un agitador, el proceso se conoce como convección
forzada.
La eficiencia de la transferencia de calor por convección depende
básicamente del movimiento de mezclado del fluido, como consecuencia, un
estudio de la transferencia de calor por convección se basa en el conocimiento
de las características del flujo.
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1.5.3 RADIACIÓN Es un proceso en el cual el flujo de calor va desde un cuerpo de alta
temperatura a otro con baja temperatura, se puede producir este efecto hasta
cuando los dos cuerpos están separados por un espacio que incluso puede ser
el vacío. El concepto se aplica generalmente a todas las clases de fenómenos
de ondas electromagnéticas, pero en la transferencia de calor se utilizan
principalmente los fenómenos que son resultados de la temperatura y por medio
de los cuales se establece un transporte de energía a través de un medio
transparente o a través del espacio. La energía transmitida en esta forma recibe
el nombre de calor radiante.
1.6 CONDUCTIVIDAD TÉRMICA ( λ )
Cantidad de calor que en condiciones estacionarias pasa en la unidad de
tiempo a través de la unidad de área de una muestra de material homogéneo de
extensión infinita, de caras planas y paralelas y de espesor unitario, cuando se
establece una diferencia de temperatura unitaria entre sus caras.
Se determina experimentalmente según la norma NCh 850of 83, NCh 851of
83.
Es el inverso de la resistencia térmica, se le llama comúnmente
Conductividad Térmica. En Chile la conductancia térmica se mide en
(W/m2 ºC).
El valor "λ" de una pared depende de la conductividad térmica de las
diversas capas que la constituyen, juntamente con los coeficientes de
transmisión de calor de las superficies de contacto sólido/aire (capa límite) de la
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pared. Este valor se puede obtener teóricamente como el inverso de la suma de
las resistencias que se oponen al flujo de calor. [ Kreist, Frank, 1970]
Con respecto a la conductividad térmica, se puede señalar que la
conductividad del aire completamente quieto es mucho más baja que la de
cualquier material sólido, rasgo dominante en los materiales aislantes de alto
vacío, que no llegan a alcanzar la conductividad del aire, ya que en el interior de
sus fibras se produce una micro convección.
Otro punto interesante de tener en cuenta es que la conductividad del agua
es tal, que hace que los materiales húmedos sean menos aislantes que los
materiales secos.
En la siguiente tabla se detallan valores de conductividad térmica para
materiales comunes.
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Tabla 1.0: “Conductividad térmica de materiales”
CLASIFICACION MATERIAL DENSIDAD ( g / cm2 )
λ ( kcal m / m2 °C )
Aire quieto a 0°C 0.0012 0.021 Aire quieto a 100 °C 0.0012 0.027 Poliuretano espumas 0.030 0.025 Corcho Planchas 0.096 0.030 Poliestireno expandido 0.018 0.032 Lana de vidrio 0.080 0.032 Lana de escorias 0.100 0.032 Ureaformaldieido de espuma 0.015 0.032 Panel de viruta de madera 0.130 0.037 Panel de viruta de aglomerada 0.400 0.075 Pino insigne 0.410 0.098 Lana de amianto 0.400 0.100
BUENOS
AISLANTES
Raulí 0.520 0.110 Hormigón celular 0.70 0.130 Hormigón liviano 0.72 0.170 Yeso 0.70 0.220 Ladrillo chonchón 1.50 0.400 Panel de viruta aglomerada 1.10 0.360
AISLANTES
MEDIANOS
Ladrillo hecho a máquina 1.70 0.400 Mortero revestimiento 1.70 0.48 Plástico vinílico 1.70 0.50 Agua ( líquida ) a 0°C 1.00 0.51 Agua a 94°C 1.00 0.59 Hormigón corriente 2.30 0.90 Vidrio ventana 1.05
MALOS
AISLANTES
Hormigón armado 2.40 1.40 Hierro 7.78 50 Aluminio 2.70 174 CONDUCTORES Cobre 8.93 332
Fuente:[Universidad del Bío Bío, 1999]
A modo de conclusión la tabla refleja que mientras más alta sea la
conductividad térmica en un material, mayor es la facilidad de transmitir calor, y
por lo tanto, es peor aislante térmico. Por el contrario, al disminuir la cantidad de
calor transferido, aumenta la capacidad de aislación térmica del material.
En trabajos de investigación de nuestra casa de estudio se ha desarrollado
una tabla con valores de referencia de conductividades térmicas de materiales,
clasificando estos en diferentes grados de calidad de aislación térmica.
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Tabla 1.1: “Clasificación Conductividad Térmica”
VALOR λ ( W / M X°C) CLASIFICACIÓN
0.024 ≤ λ ≤ 0.038 Muy buenos Aislantes
0.038 < λ ≤ 0.12 Buenos Aislantes
0.12 < λ ≤ 0.46 Medianos Aislantes
0.46 < λ ≤ 1.62 Malos Aislantes
λ > 1.62 Conductores
Fuente: [Universidad del Bío Bío, 2000]
1.7 CONDUCTANCIA TERMICA (C) La conductancia térmica de un material es la cantidad de calor o energía
transmitida a través de la unidad de área de una muestra o de una estructura
de espesor establecida de este material, dividida por la diferencia de
temperatura entre las caras caliente y fría, en condiciones estacionarias. Cabe
mencionar que la conductividad térmica esta directamente relacionada con las
dimensiones del material a ensayar, mas precisamente con el espesor de éste.
La unidad de medida es: W / (m x K). [NCh 851, Of 83]
1.8 INERCIA TÉRMICA. Además de la resistencia, todos los componentes de construcción y en
especial los utilizados en la envolvente de edificios, poseen una cierta
capacidad de almacenamiento de calor, esto es lo que se entiende por inercia
térmica, esto es por que los materiales utilizados son capaces de aceptar
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energía durante el proceso de calefacción y posteriormente durante el proceso
de enfriamiento liberan el calor almacenado paulatinamente.
La capacidad de almacenamiento de los materiales, depende de su
densidad, volumen y el calor especifico de dicho material, es decir que la
energía almacenada en estos materiales resulta directamente proporcional a
estos factores y a la diferencia de temperatura que existe entre dos ambientes y
que produce el flujo térmico.
La siguiente expresión permite calcular la inercia térmica de los materiales.
Donde: Q: calor almacenado (Wh). Cp : calor especifico del material(Wh/kgºC)
ϕ: Densidad (kg/m3).
V: volumen del elemento en m3.
∆T: diferencia de temperatura (ºC).
Q = Cp x ϕ x V x ∆T
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1.9 RESISTENCIA TERMICA
1.9 .1 RESISTENCIA TERMICA DE LOS MATERIALES
Se puede definir como la oposición al paso de calor que presenta un material
o elemento de construcción, de espesor “e”, bajo condiciones unitarias de
superficie y de diferencia de temperatura. [NCh 849, Of 2001].
Se determina mediante la siguiente ecuación:
Donde, “ e” corresponde al espesor del material y “λ” a la conductividad térmica
de este.
Debe tenerse en cuenta que la resistencia térmica es afectada por los
siguientes factores:
- Densidad del material.
- Temperatura.
- Contenido humedad.
La unidad de medida de la resistencia térmica según normas Nch. 849 of. 87
y Nch. 853 of. 91 es: ( m² x K) / W.
R = e/ λ
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1.9.2 RESISTENCIA TÉRMICA DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS La resistencia térmica de una pared o de otro elemento constructivo
compuesto, depende en lo esencial de:
- La conductividad térmica de las diversas capas de material que constituyen
la pared y de las resistencias térmicas de las capas de aire en cualquier
superficie de contacto sólido / aire de la pared.
- La cantidad de materiales y espesores.
- La forma en que se integran estos materiales para conformar el elemento,
es decir, el diseño constructivo.
La resistencia de una pared plana queda dada por la siguiente ecuación:
Donde:
RT : Es la resistencia térmica de la pared, en ( m2 x K / W)
Rsi y Rse : Son las resistencias térmicas de las capas de aire en contacto con la
pared por el lado interior y exterior respectivamente ( m2 x K / W)
e1 , e2 , en : Son los espesores de cada capa de pared (m)
λ1 , λ2 , λn : Son los coeficientes de conductividad térmica de los materiales
componentes de la pared, en ( W / m x K). [NCh 849, Of 2001]
Esta sencilla ecuación permite obtener indicadores aceptables de resistencia
térmica, cuando el flujo térmico es constante y la conductividad de los
materiales es conocida.
RT = Rsi + e1 + e2 +…+ Rse λ1 λ2
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1.10 COEFICIENTES SUPERFICIALES DE TRANSFERENCIA TÉRMICA ( h ) ; ( he ) ; ( hi )
Son los subíndices que indican la posición de la cara tanto interior como
exterior del elemento en estudio, cuando por este se produce un flujo de calor,
el cual se transmite por una unidad de área desde una superficie en contacto
con el aire y cuando existe una diferencia de temperatura unitaria entre ambos.
La unidad de medida es: w / ( m² x K ); [NCh 851, Of 83]
1.11 RESISTENCIAS TÉRMICAS SUPERFICIALES ( Rs ) ; ( 1 / he ) ; ( 1 / hi)
1
2 Como se aprecia en la símbologia, estas resistencias son el reciproco de
los coeficientes superficiales de transferencia térmica, es así como Rs =
1/h.
3 La unidad de medida es la misma para las tres: (m² x K / W). [NCh 849,
Of 2001]
Donde, “ n “ puede ser interior o exterior
1 Rs = 1 / hn
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1.12 TRANSMITANCIA TÉRMICA La transmitancia térmica es también denominada “coeficiente de transmisión
del calor” y se designa con la letra “U”.
El coeficiente “U” se define como “La cantidad de calor que pasa a través de
una pared que separa dos ambientes entre los que la diferencia de temperatura
es de 1 °C por metro cuadrado de pared durante la unidad de tiempo”.
Expresado de otra manera, es la aptitud de una pared para permitir el paso de
calor. Por lo tanto a mayor valor de este coeficiente “U”, peor será el elemento
constructivo, desde el punto de vista térmico.
Este coeficiente puede expresarse en ( Kcal / m2 h °C) o en ( W / m2 x K) .
[Nch 849, Of 2001]
Se puede determinar experimentalmente la transmitancia térmica a través de
la siguiente ecuación:
U = 1
1 + e1 + e2 +… + 1
he λe1 λe2 hi
Donde:
U : Coeficiente de transmitancia térmica ( W / m2 x K)
1 / hi , 1/ he : Resistencia térmica superficial ( m² x K / W)
e1 , e2 , en : Son los espesores de cada capa de pared (m)
λ1 , λ2 , λn : Son los coeficientes de conductividad térmica de los materiales
componentes de la pared, en ( W / m x K).
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Los trabajos experimentales desarrollados en la Universidad del Bío- Bío,
sede Concepción, sirven para formarse un juicio respecto de la aislación
térmica de elementos perimetrales dado el nivel climático local. A continuación
se muestra la tabla 1.2 que indica los rangos de transmitancia térmica de los
elementos constructivos.
TABLA 1.2: Valores de referencia de Transmitancia térmica (U)
Fuente: [Universidad del Bío Bío, 2000]
Al analizar los valores de la tabla anterior y compararlos con ensayos
realizados en la Universidad del Bío- Bío, sede Concepción, que han arrojado
como resultado una transmitancia térmica promedio de U = 2.32 ( W / m2 °C)
para muros de albañilería estucados en ambas caras y un U = 2.58 ( W / m2
°C) para muros de hormigón, podemos concluir que son valores precarios de
aislación si se pretende mejorar la calidad térmica de los muros. Estos ensayos
fueron realizados de acuerdo a la norma NCh 851 Of. 83, en la cual se
ensayaron muros de 1.595 m de ancho por 1.595 m de alto y 0.14 m de
espesor para muros de albañilería y 0.20 m. para muros de hormigón, el
mortero de pega utilizado fue de dosificación 1:3 y el espesor del mortero de
estuco fue de 25 mm, aproximadamente, espesor utilizado para todos los muros
ensayados.
VALORES U ( W / M2 X °C) CLASIFICACIÓN
U ≤ 0.5 Muy buena aislación Térmica
0.5 < U ≤ 1.0 Buena Aislación Térmica
1.0 < U ≤ 1.5 Aceptable Aislación Térmica
1.5 < U ≤ 2.0 Regular Aislación Térmica
U > 2.0 Mala Aislación Térmica
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Por otro lado ensayos realizados en la Universidad de Chile, precisamente
en el Instituto de Investigación y Ensaye de Materiales IDIEM, han arrojado
como resultado una transmitancia térmica promedio de U = 1.81 (W/m2 ºC),
para ensayos realizados de acuerdo a la norma NCh 851 Of. 83, en la cual se
ensayo un muro de albañilería de 2.2 m de ancho por 2.4 m de alto y 0.14 m de
espesor, el mortero de pega utilizado fue de dosificación 1:3; el espesor de este
mortero fue de 18 mm, aproximadamente, espesor utilizado para la confección
de todos los muros, por ende resulta un parámetro fundamental para el
desarrollo de la investigación.
En la tabla que se indica a continuación, se visualiza de mejor manera los
resultados obtenidos en los ensayos anteriormente mencionados y los
elementos que se utilizaron en la elaboración de las probetas (muros de
albañilería de ladrillo cerámico hechos a máquina).
TABLA 1.3: “Transmitancias térmicas con distintos tipos de ladrillos”
Dimensión (cm)
Nombre Tipo
L A H
Peso (Kg)
Numero Ensayo
Espesor Mortero De pega
Dosif. U (W/m²ºc)
Titán reforzado hueco
TRH 29 14 7.1 2.6 258.612 18 1:3 1.65
Titán reforzado hueco
TRH 29 14 7.1 2.6 258.613 18 1:3 2.1
Titán reforzado hueco
TRH 29 14 7.1 2.6 241.102 18 1:3 1.9
Extra titán reforzado hueco
ETRH 29 14 9.4 3.5 258.614 18 1:3 1.9
Gran titán reforzado hueco
GTRH 29 14 11.3 4.2 258.615 18 1:3 1.7
Gran titán reforzado hueco
GTRH 29 14 11.3 4.2 258.101 18 1:3 1.65
Titán reforzado hueco extra
TRHEX
29 14 9.4 3.5 241.104 18 1:3 1.75
Titán estructural armado
TEA 29 14 7.1 3.1 241.103 18 1:3 1.85
Promedio ------- 29 14 8.73 3.3 ----------- 18 1:3 1.81
Fuente: Universidad de Chile, IDIEM.
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1.13 PUENTES TERMICOS Un puente térmico es un punto o un área de un elemento o muro a través del
cual el calor (o frío) se transmite en una forma substancialmente mas alta que el
resto de la superficie del elemento. A la vez, un puente térmico puede disminuir
el comportamiento térmico de un muro o permitir que la condensación se
produzca con mayor facilidad. [ Gutierrez, 2001]
Es dentro de este concepto que se inserta o trabaja el mortero de pega que
se utiliza como elemento de adherencia entre unidades de albañilería (ladrillos
cerámicos) las cuales poseen un comportamiento térmico diferente. Lo anterior,
se desprende al visualizar la tabla 1 “conductividad térmica de los materiales”, y
que de acuerdo a su conductividad térmica define esa clasificación.
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CAPITULO II
“MORTEROS DE PEGA O JUNTAS DE ALBAÑILERÍA”
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2.1 COMPONENTES DE LOS MORTEROS Los morteros están constituidos por distintos elementos tales como:
• Cemento
• Arena
• Aditivos
• Agua
Para que estos elementos formen parte de la pasta homogénea que
constituye el mortero de pega deben cumplir con ciertos requisitos, los cuales
se detallaran en este capitulo.
2.1.1 CEMENTO El cemento es un material que se presenta en forma de un polvo finísimo de
color gris, el cual al adicionarle una cantidad determinada de agua conforma
una pasta conglomerante capaz de endurecer tanto al aire como bajo el agua.
A demás el cemento se puede definir como un aglomerante hidráulico,
debido a la característica o propiedad de este de necesitar agua para su
fraguado, el cual se desarrolla en un proceso progresivo, pasando de un estado
frágil a constituirse lentamente en un sólido de resistencia y dureza creciente.
2.1.1.1 CLASIFICACION DE LOS CEMENTOS PRODUCIDOS EN CHILE. En el presente estudio se considera la utilización de los diferentes tipos de
cemento producidos en Chile, los cuales se clasifican de acuerdo a la Norma
Chilena NCH148. Of 68, y cuyas características se resumen en las tablas que
se indican a continuación:
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TABLA 2.1: “Clasificación de los cementos según su composición”
PROPORCION DE LOS COMPONENTES DENOMINACIÓN
CLINQUER PUZOLANA ESCORIA Portland 100 % - - Portland Puzolánico ≥ 70% ≤ 30 % - Portland Siderúrgico ≥ 70% - ≤ 30 % Puzolánico 50 - 70% 30 - 50 % - Siderúrgico 20 - 70 % - 30 - 75 %
Fuente: NCh 148. Of 68.
TABLA 2.2: “Características especificas para los cementos nacionales”
TIEMPO FRAGUADO RESISTENCIAS MINIMAS (Kg/cm2) Compresión Flexión
GRADO Inicial (min.)
Final (máx.) 7 días 28 días 7 días 28 días
4 Corriente 60 min. 12 h 180 250 35 45 Alta Resist. 45 min. 10 h 250 350 45 55
Fuente: NCh 148. Of 68.
2.1.2 ARIDOS
Los morteros de pega fabricados para la construcción de albañilerías de
ladrillo, están compuestos principalmente, por un árido fino, denominado arena,
el cual es un material pétreo, compuesto de partículas duras, de forma y
tamaño estable, se denomina fino porque el máximo tamaño que se puede
incorporar en este tipo de conglomerantes no debe superar los 5 mm de
diámetro, dependiendo del tipo de mortero a dosificar la arena o árido puede ser
separado en dos fracciones, una fina y otra un poco mas gruesa3.
3 Mas adelante en el punto 2.3.2 se mencionaran las características del árido para la dosificación de morteros.
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Con respecto a la cantidad de granos finos que pueden aceptarse en este
tipo de morteros, la Nch 163. Of 79 indica, que el máximo es de un 5% del peso
del árido, como contenido de granos de tamaño inferior a 0.08 mm. Cabe
mencionar que para obtener un mayor grado de compacidad será conveniente
un aporte más significativo de este tipo de partículas, lográndose con lo anterior
una mezcla mucho mas compacta en los morteros de baja cantidad de
cemento. [Nch 163, Of 79]
También existen requisitos mínimos de porosidad los cuales se deben tener
en cuenta para la buena obtención de un mortero. Se establece una cantidad
de un 3%, porcentaje que se debe tener muy presente puesto que si el mortero
es expuesto a ciclos de temperatura extrema, como lo son, los ciclos hielo y
deshielo, en los cuales la porosidad del elemento tiene una gran influencia en la
durabilidad de éste, dado que al congelarse el agua al interior de estos espacios
aumenta de volumen en este estado físico, induciendo al árido a tensiones de
tracción, estas tensiones son muy peligrosas si los ciclos de temperatura son
permanentes, los que pueden conducir a la deteriorización progresiva del
elemento.
Otro punto importante, se refiere a que las arenas constituyentes de los
morteros deben estar libres de productos nocivos, los que afectarían a la
resistencia, pero principalmente a la durabilidad del elemento.
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2.1.2.1 GRANULOMETRIA DE LA ARENA.
La granulometría de la arena como único árido constituyente del mortero de
pega, debe estar comprendida dentro de la siguiente banda granulométrica:
Tabla 2.3: “Banda Granulométrica de la Arena”
TAMAÑO DEL TAMIZ ( MM ) PORCENTAJE QUE PASA EN PESO5 100
2.5 95 - 100 1.25 70 - 100 0.63 40 - 75 0.315 10 - 35 0.160 2 - 15
Fuente: NCh 163. Of 79.
La arena no solamente debe estar sujeta a los parámetros de la banda
granulométrica, si no que también debe cumplir las siguientes características:
- El material retenido entre 2 tamices consecutivos no debe ser superior al
50%.
- El material retenido entre el tamiz 0.315 y 0.160 mm, no debe ser superior al
25%.
2.1.3 AGUA.
El agua como el resto de los elementos constituyentes de los morteros, tiene
una incidencia muy importante en la obtención de un buen compuesto, debido a
que participa en los 2 estados que se puede presentar el mortero; fresco y
endurecido.
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Debido a lo anterior el agua a utilizar en el amasado debe cumplir las
siguientes condiciones;
- Cantidad de agua4
- Las aguas provenientes de origen desconocido, deberían ser sometidas a
un análisis químico. [Nch 1498, Of 93].
No se podrá utilizar agua de mar en los morteros en los cuales se pretendan
una resistencia mayor a 150 kg./cm2, se podrá por ende utilizar en los de menor
resistencia pero teniendo en presente que el liquido no contenga algas.
[Zabaleta, Egaña, 1989]
De no cumplirse con las condiciones anteriores, se esta dispuesto a que el
mortero sufra uno de los siguientes procesos;
- Alteración del proceso de fraguado y endurecido de la pasta de cemento.
- Si existiera presencia de sulfato producirá compuestos expansivos que
pueden dañar físicamente el mortero.
- Se afecta las propiedades físicas, especialmente si existen en el liquido
sólidos en suspensión.
4 Mas adelante en el punto 2.3.3, se hablara sobre la cantidad de agua para la dosificación de morteros.
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2.1.4 ADICIONES Y/O ADITIVOS. Los aditivos son productos que, introducidos en una proporción pequeña al
mortero modifican algunas de sus propiedades originales. La mayoría de las
veces se recurre a este tipo de adiciones cuando las condiciones lo hacen
imprescindibles. Los aditivos mejoran propiedades tales como:
• Resistencia
• Durabilidad
• Exposicion a ciclos hielo-deshielo
• Fragüado rapido y lento, etc. [Polpaíco, 2001]
2.1.4.1 CAL.
En los morteros de pega utilizados en las albañilerías de ladrillo, es donde
se emplea más habitualmente la cal hidráulica, y es dentro de usos como este
que el elemento debe cumplir con los requisitos químicos y físicos, que se
encuentran establecidos en la Norma Nch 1928. Of 93, y cuyas propiedades se
pueden resumir en dos fases del mortero, en estado plástico o fresco y en
estado endurecido. Ambas fases son importantes, puesto que se debe lograr
una consistencia adecuada para la colocación y posteriormente para mantener
las unidades o ladrillos unidos, y que estos tengan la capacidad de soportar
cargas, agua y temperaturas extremas. [Zabaleta, Egaña, 1989] En las tablas que a continuación se muestran se resumen los requisitos y
propiedades que debe cumplir la cal, tanto aérea como hidráulica.
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TABLA 2.4: “Requisitos químicos de la cal hidratada”
Tipo de Cal Hidratada Componentes
Aérea Hidráulica Ca0 + Mg0 % mínimo 80 30 Mg0 % máximo 5 - Si02 % mínimo - 12
Fe203 + Al203 + Si02 % mínimo - 15 C02 ( en fábrica) % máximo 5 8 Residuo insoluble % máximo 5 -
Fuente: Manual del Mortero. ICH 1989
TABLA 2.5: “Propiedades físicas de la cal hidráulica”
4.1.1 Tipo de Cal Hidratada
Características
Aérea Hidráulica
Norma Ensayo
Finura por tamizado (nota 1) Nch 150 Tamiz 0.630 mm % máximo retenido
0.5 0.5
Tamiz 0.160 mm % máximo retenido
5.0
Tamiz 0.080 mm % máximo retenido
15.0
Superficie especifica (cm2/g) mínima - Nch 159 Indice de plasticidad % mínimo - Nch 1517Tiempo de fraguado Nch 152 Inicial mínimo 2 Final máximo 48 Retentividad (Nota 2) % mínimo 75 ASTM C
91 Resistencia a 28 días (MPa) Nch 150 Compresión mínimo - 2 Flexotracción mínimo - 0.8 Fuente : Manual del mortero. ICH 1989
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NOTAS: 1 El tamizado debe efectuarse según el procedimiento húmedo establecido
en la Norma ASTM C 110.
2 El ensaye de retentivídad debe realizarse utilizando la arena normal
especificada en Nch 158. Of 67
2.1.4.2 ADITIVOS ESPECIALES En el mercado actual existe una amplia gama de aditivos que se le
incorporan a los morteros de pega para mejorar sus propiedades, en este
capitulo solo se mencionarán los mas usados en la actualidad y se destacara
alguno de ellos cuando resulte interesante para la investigación.
• INCORPORADORES DE AIRE:
Aumento de la resistencia a los ciclos hielo – deshielo.
Reducción de la permeabilidad.
Aumento de la fluidez.
Disminución de la exudación del agua de amasado.
Disminución de resistencia. [Zabaleta, Egaña, 1989]
• PLASTIFICADORES:
Reducción del agua de amasado manteniendo fluidez.
Reducción de la dosis de cemento sin disminución de la resistencia.
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• ACELERADORES:
Se acorta el tiempo de fraguado inicial y final.
Aumenta la resistencia inicial. [Zabaleta, Egaña, 1989]
• RETARDADORES:
Se postergan los tiempos de fraguado inicial y final.
• EXPANSORES:
Compensación de la disminución de volumen que experimenta el mortero
por efecto de la sedimentación y retracción hidráulica.
• IMPERMEABILIZANTES:
Disminución de permeabilidad a los líquidos, principalmente el agua.
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2.2 PROPIEDADES DE LOS MORTEROS
Las propiedades o atributos de los morteros se clasifican en dos tipos; en
estado fresco y estado endurecido.
2.2.1 PROPIEDADES DE LOS MORTEROS EN ESTADO FRESCO Cuando se adiciona agua al cemento, se da origen a la pasta de cemento, la
cual pasa por una etapa inicial, en la que se desarrolla el proceso de hidratación
del cemento, durante el cual presenta una consistencia plástica. Posteriormente
se inicia su endurecimiento, en el que adquiere progresivamente las
características de sólido.
Dado que la pasta de cemento es el componente activo del mortero, estas
mismas características le son trasmitidas, razón por la cual, el mortero presenta
en su etapa inicial un estado plástico. [Zabaleta, Egaña, 1989]
En esta etapa, el mortero acepta deformaciones con pequeños aportes de
energía externa; para producir estos cambios se deben vencer principalmente
dos reacciones internas: una constituida por el frotamiento de las partículas
granulares, cuya medida denominaremos fluidez del mortero, y la otra
proveniente de la cohesión de la masa, cuya medida denominaremos
consistencia. El conjunto de ambas características constituye la trabajabilidad
del mortero, designada también con el nombre de docilidad.
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2.2.1.1 TRABAJABILIDAD El concepto de Trabajabilidad es fundamental en la etapa en que el mortero
se mantiene en estado plástico, puesto que condiciona sus características en
dicha etapa, la que a su vez corresponde a la de su empleo en obra.
La trabajabilidad está directamente relacionada con el contenido de algunos
de los componentes del mortero, principalmente con el agua y las partículas
finas, los cuales actúan en sentido contrario entre sí en la forma que se
representan esquemáticamente en la tabla que se muestra a continuación.
TABLA 2.6: “Influencia de las partículas finas y el agua en la trabajabilidad”
CONTENIDO DE
TRABAJABILIDAD O DOCILIDAD
AGUA
GRANOS FINOS
FLUIDEZ
CONSISTENCIA
Fuente : Manual del mortero. ICH 1989.
De esta manera es posible regular la trabajabilidad del mortero mediante un
adecuado ajuste de la proporción de los mencionados componentes en una
forma que sea conveniente para el uso que se pretenda darle. [Zabaleta,
Egaña, 1989]
Durante la etapa en que el mortero se mantiene en estado fresco es de gran
importancia poder otorgarle al mortero una trabajabilidad adecuada para al uso
que se desea darle, para lo cual es necesario cuantificarla, utilizando una forma
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de medida de la trabajabilidad.
Sin embargo, su medición no ha sido totalmente sistematizada, siendo el
procedimiento más frecuentemente utilizado como referencia para este objeto
los ensayos de laboratorio, o el escurrimiento en las mesas de sacudidas ASTM
o DIN.
En cambio, no existen procedimientos propuestos para su control en
obra, siendo normalmente evaluada mediante apreciación visual, método que,
como se comprenderá, dista de constituir un criterio técnico por la subjetividad
que encierra.
Por este motivo, actualmente se empieza a preconizar el empleo del
asentamiento del cono de Abrams, en forma similar a como se aplica para la
medición de la trabajabilidad de los hormigones. [Zabaleta, Egaña, 1989]
Finalmente, para los morteros de alta fluidez se utiliza en un gran
porcentaje el cono de Marsh.
A continuación, se detallan brevemente los procedimientos de ensayos
mas utilizados en los morteros de pega.
• Escurrimiento En La Mesa De Sacudidas.
Este ensayo definido en la Norma ASTM C 109, consiste en medir la
variación de diámetro que experimenta un tronco de cono de mortero (cuyas
dimensiones iniciales son las señaladas en la Figura) al ser sometido a 25
caídas en la mesa también indicada en la misma Figura. Se acostumbra
expresar dicha variación en porcentaje con respecto al diámetro inicial de 100
mm o bien, como se realizara en la presente investigación en función del valor
del diámetro final expresado en mm.
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Figura 2.a: “Mesa de Sacudidas”
MESA DE SACUDIDAS ASTM MESA DE SACUDIDAS DIN
Fuente: Manual del Mortero. ICH 1989
Una variante de este método de ensayo lo constituye la mesa normalizada
por la normativa alemana DIN 1048, que se denomina también mesa de Graf, la
cual presenta una mayor simplicidad en su empleo.
• Asentamiento De Cono. Este ensayo y su ejecución consiste básicamente en rellenar un molde
metálico troncocónico de dimensiones establecidas en dicho texto, este
elemento se debe llenar en tres capas apisonadas cada una con 25 golpes
de la varilla pisón, luego se retira el molde, se procede a medir el
asentamiento que a experimentado la masa del mortero colocada en su
interior. A la medición se suma una observación de la forma de
derrumbamiento del cono de mortero, la cual se produce emitiendo golpes
laterales con la varilla pisón en la plataforma. De esta forma la cantidad de
asentamiento producido permite determinar principalmente la fluidez, y por
la forma de derrumbamiento se puede observar la consistencia del mortero.
[Nch 1019.E, Of 74]
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2.2.1.2 EXUDACIÓN Y RETENTIVIDAD DEL AGUA DE AMASADO El mortero durante su estado fresco, experimenta una serie de procesos,
entre los cuales se destacan:
• Exudación
El proceso de exudación se produce por que los morteros están constituidos
por materiales de distinto peso específico, razón por la cual los materiales más
pesados (sólidos) tienden a decantar y los más livianos como el agua tienden a
ascender.
La exudación, induce una serie de efectos internos y externos en los
morteros, los cuales se describen a continuación:
- La película superficial superior del mortero acumula un contenido de agua
mayor que el resto de la masa, esto significa que se produce un aumento
de la razón agua / cemento de dicha capa, que trae con ello una menor
resistencia. Este efecto, debe ser considerado principalmente en las obras
en que el mortero se utiliza para adherir otros materiales entre sí, como es
el caso de los morteros de junta en las albañilerías de ladrillo, o de pega
de unidades de cemento como baldosas, etc.
- El ascenso del agua da origen a conductos capilares, que constituyen
posteriormente vías permeables, afectando en consecuencia la
impermeabilidad del mortero, en particular en lo que concierne a su
capacidad de absorción de agua por capilaridad. [Zabaleta, Egaña, 1989]
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- La exudación produce, además, una pérdida de trabajabilidad,
rigidizando al mortero ya colocado. Este efecto puede ser importante en
los casos en que el mortero queda paulatinamente sobrecargado,
pudiendo conducir a una disminución de su capacidad de soporte, como
sucede en las albañilerías.
Es claro entonces, que la exudación produce efectos desfavorables, por lo
cual es necesario aumentar la capacidad de retención de agua por parte del
mortero.
• Retentividad del agua de amasado
La retentividad se define como la capacidad que tienen los materiales o
componentes para retener agua en sus partículas y entregarla gradualmente a
los morteros. Un ejemplo de material que entrega alta retentividad hidráulica es
la cal, producto que ayuda a evitar fallas y fisuras, ya que controla el proceso de
hidratación del cemento.
Como hemos visto, la exudación produce efectos negativos en los morteros,
para evitar efectos desfavorables se debe aumentar la capacidad de retención
de agua por parte del mortero. Para ello, puede recurrirse a las siguientes
medidas preventivas:
- Utilizar una adecuada composición granulométrica de la arena,
especialmente una mayor cantidad de partículas que pasen la malla 0.315 mm.
En este sentido, el aumento de la dosis de cemento o la adición de cal puede
resultar muy favorable en ciertos casos. [NCh 1928, Of 93]
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- Recurrir eventualmente al uso de incorporadores de aire y plastificantes.
- Utilizar un tiempo de amasado mayor que el normal, con el objeto de
facilitar una adecuada distribución del agua en la superficie de los
materiales sólidos y con ello su retención por parte de éstos.
Se debe mencionar que al optar por algunas de las medidas antes
mencionadas se debe tener presente entre otras cosas que; un exceso de
cementos y finos aumentan la retracción hidráulica; las mayores cantidades de
cal, agua y finos o los incorporadores de aire, disminuyen la resistencia a la
compresión de los morteros.
2.2.1.3 FRAGUADO
Se define como fraguado el cambio de estado físico que sufre una pasta
desde una condición blanda hasta una condición de rigidez. [Zabaleta, Egaña,
1989]
El proceso de fraguado comienza desde el momento en que se inicia la fase
activa del proceso químico exotérmico que culminará con la solidificación
(Carente de resistencia) dentro de las cuatro o cinco horas siguientes desde la
preparación del mortero.
2.2.1.4 FALSO FRAGUADO DEL CEMENTO Este concepto, se refiere a un endurecimiento prematuro del cemento al ser
mezclado con agua.
El falso fraguado proviene de un comportamiento anómalo del yeso
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adicionado al cemento en la etapa de molienda del clínquer, elemento
constituyente del cemento. Este fenómeno produce una rigidización del mortero
aún en estado fresco, en los minutos posteriores a la adición de agua de
amasado. [Zabaleta, Egaña, 1989]
Para evitar estos efectos desfavorables, un procedimiento efectivo consiste
en aumentar el tiempo de amasado para devolver al mortero la plasticidad
pérdida.
2.2.1.5 AGRIETAMIENTO PLÁSTICO
El agua de amasado en la mayoría de los casos se evapora poco a poco,
lo cual hace que el mortero se vaya secando desde la superficie hacia el interior
de este, produciendo de esta manera una contracción, por lo cual la superficie
se contrae mas rápidamente que el resto, derivando como consecuencia un
agrietamiento del mortero cuando aun esta en estado plástico, lo cual se
denomina agrietamiento plástico. [Zabaleta, Egaña, 1989]
Este efecto debe ser evitado, puesto que produce una superficie débil en el
mortero. El agrietamiento plástico se produce principalmente cuando existe una
temperatura elevada o si hay viento en el lugar de colocación, porque de esta
manera el secado superficial se hace más rápido.
En estos casos se recomienda para evitar el agrietamiento plástico mantener
un ambiente relativamente húmedo y fresco alrededor del mortero, si de igual
forma se produjera el agrietamiento, se puede proceder a alisar el mortero
tratando de esta forma cerrar las grietas producidas.
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2.2.2 PROPIEDADES DEL MORTERO ENDURECIDO.
El mortero atraviesa por un proceso de endurecimiento progresivo que lo
transforma de un material de consistencia inicial plástica en un sólido, lo
anterior se produce por un proceso físico-químico, del cual nos hemos referido
anteriormente. Durante este proceso las propiedades del mortero evolucionan
paulatinamente con el tiempo, estas variaciones dependen principalmente de
las características y proporciones de los materiales componentes y de las
condiciones ambientales a que estará expuesto durante su vida útil. [Zabaleta,
Egaña, 1989]
La deducción de las propiedades que posee el mortero en una etapa
determinada de este proceso de endurecimiento no es posible en la actualidad
deducirlas directamente de las características del proceso, sino que debe
recurrirse a ensayos que evalúan en forma directa dichas propiedades.
A continuación, se resumirán las formas de determinar las propiedades más
importantes del mortero en su etapa de endurecimiento y el alcance que debe
dar para una correcta interpretación.
Las propiedades referidas anteriormente son: la densidad, la resistencia y
las variaciones de volumen.
2.2.2.1 DENSIDAD.
La densidad del mortero se define como el peso por unidad de volumen. Esta
depende del peso específico y de la proporción en que participan cada uno de
los diferentes materiales constituyentes del mortero. Para los morteros
convencionales, confeccionados con materiales granulares provenientes de
rocas sin contenido de minerales metálicos, su valor oscila entre 1.80 y 2.30
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kg/dm3. [Zabaleta, Egaña, 1989]
La densidad normalmente experimenta ligeras variaciones con el tiempo que
provienen de la evaporación del agua de amasado hacia la atmósfera y que en
total puede significar una variación de hasta alrededor de un 5% de su densidad
inicial, además puede ser modificada artificialmente, para obtener morteros de
menor densidad que los convencionales, los que se denominan morteros
Livianos.
Los morteros livianos se obtienen por medio de la incorporación de aire, ya
sea directamente en la masa del mortero o incorporada en los áridos utilizando
áridos livianos. Su densidad puede alcanzar valores tan bajos como 0.5 kg/dm3
y se utilizan principalmente cuando se desea obtener aislación térmica y
acústica mayor que las del mortero convencional.
2.2.2.2 RESISTENCIA. La resistencia es una de las propiedades más importantes del mortero,
principalmente cuando se le utiliza como componente de elementos de
naturaleza estructural, por ejemplo como mortero de junta en albañilerías, para
relleno de albañilerías armadas o como mortero proyectado. Al utilizarlo en
estas condiciones, el mortero queda sometido a las tensiones derivadas de las
solicitaciones que actúan sobre el elemento estructural, si estas sobrepasan su
capacidad resistente se producirán fisuras o fracturas, que pueden llegar a
afectar la seguridad de la estructura. Por este motivo, el mortero deberá tener
una resistencia tal que las tensiones producidas no sobrepasen su capacidad
resistente, lo cual hace necesario conocer esa característica.
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De las resistencias mecánicas, la más estudiada ha sido la resistencia a
compresión. Esta se mide porque el mortero de pega debe soportar las
sucesivas hiladas de ladrillos, las cuales deben desarrollarse con relativa
rapidez para permitir de esta forma el avance de la construcción.
Con la resistencia a la compresión se pueden relacionar otras características
resistentes tales como tracción, corte y adherencia.
Un criterio común que existe respecto a la resistencia mecánica del mortero
de junta para unidades de albañilería sometidas a compresión axial, es que
tenga una resistencia semejante a la de las unidades, ya que no se obtendría
ninguna ventaja si la resistencia del mortero es muy elevada con respecto a los
elementos, puesto que la falla se produciría en ellos, aumentando además el
costo de la obra.
2.2.2.3 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN.
En principio, el procedimiento para la determinación de la resistencia a la
compresión del mortero es el mismo utilizado para los hormigones.
Sin embargo, como se mencionó anteriormente, el tamaño máximo del árido
fino utilizado en el mortero no excede normalmente los 5 mm, entonces resulta
más práctico emplear lo establecido en la norma chilena Nch 158. Of 67 para
los cementos, en la cual se indican la forma y dimensiones de los elementos a
emplear para la ejecución de los ensayos, además con este ensayo se puede
conocer la resistencia a tracción por flexión (flexotracción).
Cabe mencionar que el valor de resistencia obtenido en el ensayo no es, sin
embargo, absoluto, puesto que depende de las condiciones en que este haya
sido realizado.
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2.2.2.4 RESISTENCIA A TRACCIÓN. La resistencia a tracción del mortero no tiene la misma incidencia estructural
que para los hormigones. Sin embargo, en algunos casos, como, por ejemplo,
para determinar la seguridad a la fisuración, puede ser necesario disponer de
valores de ella.
Tal como se indicó en 2.2.2.3, al efectuar la determinación de la resistencia
del mortero], además de obtenerse la resistencia a compresión, el ensayo
conduce a resultados de resistencia a flexotracción, [Nch 158. Of 67]. En caso
de no disponer de valores obtenidos del ensayo directo, la resistencia a
flexotracción puede obtenerse por relación con la de compresión, para lo cual
puede emplearse la siguiente relación aproximada:
Donde: R f = resistencia a flexotracción en probetas de 4x4x16 cm
(RILEM).
R c = resistencia a compresión en las mismas probetas.
Sin embargo, los valores así obtenidos no pueden utilizarse directamente,
pues están fuertemente condicionados por la forma de ejecución, en particular
por las dimensiones de las probetas del ensayo.
R f = 0.12 Rc + 20 [kg/cm2]
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2.2.2.5 CAMBIOS DE VOLUMEN. El mortero experimenta variaciones de volumen, dilataciones o
contracciones, durante toda su vida útil por causas físico - químicas. El tipo y
magnitud de estas variaciones está influenciada en gran parte por las
condiciones ambientales de humedad y temperatura existentes, y también por
los componentes presentes en la atmósfera. [Zabaleta, Egaña, 1989]
La variación de volumen derivada de las condiciones de humedad se
denomina retracción hidráulica, por otra parte las que tienen por causa la
temperatura, retracción térmica.
• Retracción Hidráulica. La retracción hidráulica del mortero puede tener su origen en causas
endógenas al mortero o en Ia tensión superficial del agua acumulada en sus
discontinuidades internas. Las motivadas por causas endógenas se derivan de
las variaciones de volumen producidas en Ia pasta de cemento durante el
proceso de fraguado y endurecimiento. Esta variación se traduce normalmente
en una contracción, pues el volumen absoluto de los compuestos hidratados es
menor que el de los compuestos originales del cemento.
Por otra parte, el agua de amasado contenida en el mortero tiende a
evaporarse progresivamente, si éste no se mantiene en un ambiente saturado
de humedad. Dado que la estructura interna del mortero es discontinua debido
a la existencia de poros y fisuras, en su mayoría de tamaño capilar, al progresar
el desecamiento se producirá en ellas el contacto de una fase líquida, el agua,
con una gaseosa, el aire, lo que generará una tensión superficial. Esta tensión
se transmite en forma de compresión a las paredes de las discontinuidades,
alcanzando una magnitud tal que es capaz de producir la contracción del
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mortero.
Como consecuencia del mencionado proceso, si el mortero se mantiene en
un ambiente no saturado, experimentará una contracción causada por la
tensión superficial interna de la fase líquida contenida en él.
• Retracción Térmica. El mortero durante la fase de endurecimiento puede experimentar
variaciones de volumen causadas por aumentos o disminuciones de
temperatura, estos cambios de temperatura pueden provenir de distintas
fuentes, tanto del medio ambiente como de causas internas derivadas del
proceso de fraguado y endurecimiento de la pasta de cemento. [Zabaleta,
Egaña, 1989]
Estos efectos por ser independientes en su origen, pueden superponerse,
siendo de mayor importancia para los morteros los derivados de las variaciones
de la temperatura ambiente, debido principalmente a los espesores en que se
coloca el mortero de pega, los que en su mayoría son espesores pequeños.
De esta forma los principales factores que condicionan la capacidad de
retracción térmica son los que se mencionan a continuación:
• Variaciones derivadas de causas externas:
- Magnitud y velocidad de las variaciones de temperatura ambiente.
• Variaciones por causas internas:
Características del cemento:
- Finura de molienda
- Temperatura en el momento de su incorporación en le mortero.
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2.2.2.6 DURABILIDAD El mortero, durante toda su vida útil, estará permanentemente expuesto a
acciones de agentes que afectan su durabilidad, estos pueden ser físicos,
derivados principalmente del clima; o por la acción de agentes químicos,
derivados de acciones internas o externas del mortero. [Zabaleta, Egaña, 1989]
• Agentes Físicos Los agentes físicos que producen efectos de mayor importancia sobre el
mortero son los derivados de las condiciones de tipo ambiental como la
temperatura y la humedad y procesos erosivos como la abrasión.
• Agentes Químicos La acción de los agentes químicos sobre el mortero puede ser generada
internamente en el mortero por el efecto de la materia orgánica de los áridos o
bien provenir de acciones agresivas externas como por ejemplo los desechos
orgánicos de los animales.
Los requisitos de durabilidad establecidos en la norma se encuentran
clasificados en la tabla 2.7:
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TABLA 2.7: “Requisitos de Durabilidad”
Requisitos Grado de Exposición
Condiciones de la Exposición Conglomerante
( Kg/ m) Aire
Incorporado
Severo Elevada saturación por humedad
con ciclos de congelación y deshielo
450 Si
Moderado Humedad y ciclos de congelacióny deshielo
400 Si
Débil Humedad con eventual presencia
de ciclos de congelación y deshielo
350 _
Despreciable Humedad eventual _ _
Fuente: Nch 2256 / 1 Of. 2001
NOTA: El conglomerante del cual se habla en la tabla 2.7 considera cemento,
cemento más cal hidráulica o cemento más otras adiciones.
2.3 DOSIFICACIÓN DE MORTEROS
La dosificación, consiste en establecer las proporciones apropiadas de los
materiales que componen el mortero de pega, con el fin de obtener la
trabajabilidad, resistencia y durabilidad requeridas, con una mayor efectividad y
menor costo. La dosificación debe considerar todos los factores influyentes,
tales como:
5 - Las condiciones ambientales que deberá soportar (humedad,
congelación).
- Los materiales, procedimientos de mezclado, colocación y curado que se
van a emplear en la obra y otros. [Polpaíco, 2001]
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2.3.1 RELACION AGUA / CEMENTO
El control de agua de amasado en la dosificación de morteros es esencial
para obtener los mejores resultados. Un exceso de agua de amasado puede
provocar segregación de los áridos, fisuras, porosidad y baja resistencia.
La razón agua cemento debe ser la mayor posible. [Polpaíco, 2001]
A medida que aumenta la dosis de agua, la pasta de cemento se diluye
perdiendo su resistencia y durabilidad, por lo tanto, cuanto menos agua
contenga y sea trabajable, obtendremos morteros de pega más resistentes y
durables.
2.3.2 CARACTERISTICAS DEL ARIDO.
Como ya se mencionó anteriormente el mortero esta compuesto por
cemento, agua y arena; la utilización de este último componente trae consigo
que las principales precauciones que se deben tomar para lograr un buen
producto están relacionadas con las propiedades de dicho elemento. [Zabaleta,
Egaña, 1989]
Es por ello que la granulometría de la arena al ser el único árido que se
utiliza en un gran porcentaje en la consistencia del mortero, debido a que no se
puede ajustar la banda granulométrica al no existir otro árido. Lo anterior trae
como consecuencia el empleo de algún aditivo para de esta forma lograr
superar las deficiencias que puede presentar este componente, como lo es la
escasez de granos finos por ejemplo, lo cual se puede solucionar agregando cal
hidráulica.
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Otra condicionante que se presenta en este tipo de aglomerados es el
contenido de huecos que proporciona la arena, la cual condiciona la resistencia
del mortero, debido a que no se logra un elemento compacto si los volúmenes
de cemento y agua no logran mojar la condición de los espacios antes
mencionados.
2.3.3 CANTIDAD DE AGUA.
La cantidad de agua a utilizar en la composición de un mortero queda
definida por la Trabajabilidad que se desea lograr. No interviniendo en este
proceso el sistema de dosificación a emplear. [Zabaleta, Egaña, 1989]
Cabe mencionar que existen diferentes criterios para determinar la cantidad
de agua en una dosificación, en el presente estudio se utilizara como referencia
la fluidez, las características de la arena y de la cal; A continuación se muestra
una tabla en la cual se relacionan ambos conceptos, los cuales han sido
definidos anteriormente.
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TABLA 2.8 :”Determinación De La Dosis De Agua Y Aire ( L/M3) De Un
Mortero”.
MF = 3,20 MF = 2,70 MF = 2,70 MF = 2,70 H% de cal < 25 25 - 50 >50 < 25 25 - 50 >50 < 25 25 - 50 >50 < 25 25 - 50 >50
ARENA TAMAÑO MAXIMO 5 mm
Fluidez Dosis de agua y aire (l/m3) Baja 260 265 270 280 285 290 310 315 320 350 355 360 30Media 270 275 280 290 295 300 320 325 330 360 365 370 30Alta 290 295 300 310 615 320 340 345 350 380 385 390 40Muy alta
310 315 320 330 335 340 360 365 370 400 405 410 40
ARENA TAMAÑO MAXIMO 2.5
mm
Fluidez Dosis de agua y aire (l/m3) Baja 295 300 305 315 320 325 345 350 355 385 390 395 40Media 305 310 315 325 330 335 365 370 375 405 410 415 40Alta 325 330 335 345 350 355 375 380 385 415 420 425 50Muy alta
345 350 355 365 370 375 395 400 405 435 440 445 50
ARENA TAMAÑO MAXIMO 1.25 mm
Fluidez Dosis de agua y aire (l/m3) Baja 335 340 345 355 360 365 385 390 395 425 430 435 50Media 345 350 355 365 370 375 395 400 405 435 440 445 50Alta 365 370 375 385 390 395 415 420 425 455 460 465 60Muy alta
385 390 395 405 410 415 435 440 445 475 480 485 60
Fuente : Manual Del Mortero. ICH 1989.
Donde: MF = modulo de finura de la arena
H = contenido mínimo de aire para un mortero compacto
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Para la definición de fluidez se ha adoptado el siguiente criterio:
TABLA 2.9 : “Fluidez De Los Morteros”
FLUIDEZ ASENTAMIENTO DE CONO MESA DE SACUDIDAS ASTMBaja 0 – 2 cm ≤ 130 mm
Media 3 – 8 cm 140 – 175 mm Alta 9 – 14 cm 180 – 195 mm
Muy alta 15 – 20 cm 200 – 220 mm Fuente: Manual del Mortero, ICH 1989
La dosificación de morteros se determina mediante la siguiente ecuación
básica.
Con esta ecuación se debe cumplir para que de esta forma la relación se
verifique con los volúmenes que intervienen en la dosificación. . [Zabaleta,
Egaña, 1989]
(1)
Donde:
C : dosis de cemento por m3 de mortero ( kg )
Pc : peso especifico real del cemento ( kg / l )
K : dosis de cal por m3 de mortero ( kg )
Pk : peso especifico real de la cal ( kg / l )
F : dosis de arena por m3 de mortero ( kg )
Pf : peso especifico real de la arena ( kg / l )
A : dosis de agua libre por m3 de mortero ( l )
H : contenido de aire por m3 de mortero ( l )
C / pc + K / pk + F / pf + A + H = 1000 ( litros )
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2.3.4 DOSIFICACIÓN DE MORTEROS POR PROPORCIONES.
Esta dosificación como su nombre lo dice se utiliza en ella una combinación
de materiales por proporción, debiendo definir estas proporciones en peso o
volumen, para determinar de esta forma las cantidades a mezclar. [Zabaleta,
Egaña, 1989]
2.3.5 PROPORCIONES ESPECIFICADAS EN PESO.
Para determinar las cantidades de la dosificación se utiliza generalmente la
siguiente expresión.
Donde: K = la proporciona en peso de cal en relación con el cemento
F = la proporción en peso de arena en relación con el cemento
Por lo tanto, si C, K, F son las cantidades en peso por m3 de mortero,
entonces se tendrá que:
K = kC ( 2 )
F = fC ( 3 )
Reemplazando estos términos en la relación principal ( 1 ) indicada
anteriormente, se tendrá que:
Cemento: Cal: Arena = 1: K: F
C / pc + kC / pk + fC / pf + A + H = 1000 ( litros )
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De donde se deduce:
Para determinar los valores de C, se debe extraer los valores de A y de H de
la tabla 2.2, de esta forma determinado C, se podrán establecer los valores de
las dosis de cal y arena según las expresiones ( 2 ) y ( 3 ) respectivamente.
2.3.6 DOSIFICACIONES MÁS UTILIZADAS.
En el país las dosificaciones más utilizadas para mortero de pega y que se
recomiendan por los ingenieros calculistas se encuentran enmarcadas dentro
de la normativa vigente y cumplen con las NCh 1928. Of 93, y la NCh 2123. Of
97.
Al igual que en seminarios anteriores relacionados con este proyecto se hizo
referencia a un catastro realizado por la Universidad Católica respecto a las
soluciones constructivas utilizadas en el país, las cuales se encuentran
resumidas en la tabla que se indica a continuación.
C = 1000 - A - H
1/pc + k/pk + f/pf
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TABLA 2.10; “Dosificaciones De Mortero De Pega Utilizadas”
Tipología Tipo de muro Dosificación Disposición del ladrillo
1 Albañilería, Ladrillo hecho a mano 1:3 Soga
2 Albañilería, Ladrillo hecho a maquina 1:4 Soga
3 Tabiquería de madera ------- ----------
4 Albañilería, Ladrillo hecho a maquina 1:4 Soga
5 Albañilería, Ladrillo hecho a mano 1:3 Soga
6 Albañilería, Ladrillo hecho a maquina 1:3 Soga
7 Tabiquería de madera ------- ----------
8 Albañilería, Ladrillo hecho a mano 1:3 Soga
9 Hormigón armado ------- ---------
10 Hormigón armado ------- ---------
11 Albañilería, Ladrillo hecho a maquina 1:4 Soga
12 Hormigón armado ------- ---------
13 Hormigón armado ------- ---------
14 Albañilería, Ladrillo hecho a mano 1:4 Soga
15 Albañilería, Ladrillo hecho a mano 1:4 Soga
Fuente: Determinación De Tipologías Constructivas Base. Instituto De La
Construcción.
De acuerdo al estudio realizado y que se refleja en la tabla 2.10, las
dosificaciones mas utilizadas son 1: 3 y 1:4, especificándose su utilización en
un 45 y 55% respectivamente para las diferentes tipos de soluciones
constructivas que se realizan en el país5.
5 En el capitulo 5 se describirán algunas dosificaciones mas utilizadas vistas en terreno.
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2.4 CLASIFICACIÓN DE LOS MORTEROS.
La norma NCh 2256/1c. Of 2000, establece una clasificación por grados de
resistencia a compresión, por tipos de consistencia, por retentividad y por otras
características que se mencionan a continuación:
2.4.1 GRADO DE RESISTENCA A COMPRESIÓN. Los morteros se clasifican con respecto a su resistencia especificada a
compresión f p, medida en los trozos resultantes del ensayo por flexión
realizados a la edad de 28 días en probetas de 40x40x160 mm (RILEM), y de
esta forma se clasifican como indica en la tabla 2.8:[NCh 2256/1, Of 2001]
TABLA 2.11 : “Grados de Resistencia a Compresión”.
GRADO DEL MORTERO MPAM 0.5 0.5 M 2.5 2.5 M 5.0 5.0 M 7.5 7.5 M 10.0 10.0M 12.5 12.5M 15.0 15.0M 20.0 20.0M 25.5 25.5M 30.0 30.0
Fuente: NCh 2256/1. Of. 2001 NOTA: Se debe considerar que 1 MPa es equivalente a 9.80665 kgf/cm2.
A diferencia de la NCh 170. Of 1985, la norma de morteros dice
explícitamente que pueden haber grados intermedios y también mayores a
M30. El ensayo de resistencia esta definido en la NCh 158. Of 1967.
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2.4.2 GRADO DE CONSISTENCIA. Los morteros se clasifican en los tipos de consistencia que se indican en la
tabla 2.9, los cuales están determinados en laboratorio según el ensayo de
extendido de la mesa de sacudidas, establecidos en la NCh 2257/1. Of 2001.
[NCh 2256/1, Of 2001]
TABLA 2.12 : “Consistencia”.
TIPOS EXTENDIDO (MM)1 - Seca ≤ 150
2 - Plástica 150 - 240 3 - Fluida > 240
Fuente: NCh 2256/1. Of. 2001
2.4.3 GRADO DE RETENTIVIDAD.
Los morteros se clasifican por retentividad como se indica en la tabla 3.d.
Según el ensayo establecido en la NCh 2259. Of 1996. [NCh 2256/1, Of 2001]
TABLA 2.13 : “Retentividad”
GRADO % DE RETENTIVIDAD1 ≥ 70 2 60 - 70 3 50 - 60 4 < 50
Fuente: NCh 2256/1. Of. 2001
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2.4.4 REQUISITOS COMPLEMENTARIOS.
Cuando sea necesario, los grados y tipos pueden complementarse en las
especificaciones particulares de la obra, con requisitos relativos a:
- Tipos de conglomerantes.
- Dosis de conglomerante (kg/m3 o dosificación en peso).
- Tamaño máximo de la arena.
- Aditivos y adiciones, etc.
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CAPITULO III “CLASIFICACION Y REQUISITOS DE LOS LADRILLOS
CERÁMICOS”
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3.1 DEFINICIÓN Los ladrillos son materiales de construcción hechos moldeando tierra
arcillosa húmeda en forma de bloque. Después se endurece el bloque al sol o
usando fuego.
Hay diferentes tipos de ladrillos: ladrillo fiscal, ladrillo refractario, ladrillo
princesa entre otros.
3.2 CLASIFICACION Atendiendo a sus propiedades físicas y mecánicas, los ladrillos cerámicos se
clasifican en clases y grados. Adicionalmente, las características asociadas a
forma y terminación del ladrillo cerámico dan origen a una clasificación según
uso. .[NCh 169, Of 2001]
3.2.1 CLASIFICACION POR CLASES
• Ladrillos Macizos Hechos A Máquina (Mqm) Unidades macizas sin perforaciones ni huecos.
• Ladrillos Perforados Hechos a Máquina (MqP) Son unidades que poseen perforaciones y huecos, regularmente
distribuidos, cuyo volumen es inferior al 50% del volumen bruto o total.
• Ladrillos Huecos Hechos a Máquina (MqH) Son unidades que poseen huecos y perforaciones, regularmente
distribuidos, cuyo volumen es mayor o igual al 50% del volumen bruto total.
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3.2.2 CLASIFICACION POR GRADOS Los ladrillos se clasifican en grado 1, grado 2 y grado 3, según los requisitos
de resistencia a la compresión, adherencia y absorción de agua. [NCh 169, Of
2001]
• Grado 1 Dentro de esta clasificación están los ladrillos macizos hechos a máquina,
los ladrillos perforados hechos a máquina y los ladrillos huecos hechos a
máquina. Además deben cumplir con algunos requisitos mecánicos a la
compresión, absorción de agua y adherencia, los que se señalan en la siguiente
tabla:
Tabla 3.1: “Requisitos Mecánicos Ladrillos Grado 1”
Grado 1 Requisitos Mecánicos MqM MqP MqH
Resistencia a la Compresión Mpa 15 15 15
Absorción de Agua (máximo) % 14 14 14
Adherencia Mínima (área neta) MPa 0,4 0,4 0,4
Fuente: NCh 169 Of. 2001
Son de resistencia y durabilidad alta. En general se consideran aptos para
un buen desempeño en condiciones de servicio extremas.
• Grado 2 De dentro de esta clasificación están, los ladrillos perforados hechos a
máquina y los ladrillos huecos hechos a máquina. Al igual que los de grado 1,
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CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 75
estos deben cumplir con algunos requisitos mecánicos a la compresión,
absorción de agua y adherencia, señalados en la siguiente tabla.
Tabla 3.2: “Requisitos Mecánicos Ladrillos Grado 2”
Grado 2 Requisitos Mecánicos MqP MqH
Resistencia a la Compresión Mpa 11 11
Absorción de Agua (máximo) % 16 16
Adherencia Mínima (área neta) MPa 0,35 0,35
Fuente: NCh 169 Of. 2001
Son de resistencias y durabilidad moderada. En general se consideran aptos
para un desempeño adecuado en condiciones normales.
• Grado 3 De dentro de esta clasificación están los ladrillos perforados hechos a
máquina y los ladrillos huecos hechos a máquina. Al igual que los anteriores
estos deben cumplir con algunos requisitos mecánicos a la compresión,
absorción de agua y adherencia, señalados en la siguiente tabla:
Tabla 3.3: “Requisitos Mecánicos Ladrillos Grado 3”
Grado 3 Requisitos Mecánicos MqP MqH
Resistencia a la Compresión Mpa 5 5
Absorción de Agua (máximo) % 18 18
Adherencia Mínima (área neta) MPa 0,30 0,25
Fuente: NCh 169 Of. 2001
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Son de resistencias y durabilidad regular. En general, se consideran aptos
para un desempeño aceptable en condiciones de servicio normales poco
exigidas.
3.2.3 CLASIFICACION POR USO De acuerdo a su uso, los ladrillos cerámicos se clasifican en ladrillos cara
vista (V) y ladrillos para ser revestidos (NV). [NCh 169, Of 2001]
• Cara Vista (V) Se refiere a la cara o superficie del ladrillo que quedará expuesta a la
intemperie, sin recibir revestimiento, excepto pintura.
• Cara Revestida (NV) Son aquellos caras del ladrillo, que se encuentra cubierta, apoyada o
protegida del ambiente o entorno.
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3.3 REQUISITOS DE FORMA Y TERMINACIÓN 3.3.1 FORMA Los requisitos de forma, están indicados en la siguiente tabla:
Tabla 3.4: “Requisitos de Forma y Terminación”
Tipo de ladrillo según el uso Requisitos
V NV
Fisura Superficial
La fisura superficial se limita en longitud a no más de 1/· de la dimensión de la cara respecto a la dirección de la fisura. En los cabezales se acepta la existencia de fisuras superficiales sin importar longitud.
Se acepta en cualquier cara sin importar su longitud.
Fisura Pasada No se acepta en caras mayores. Se acepta a lo más una fisura pasada en alguno de los cabezales.
Se acepta una fisura pasada en cualquiera desus caras.
Desconchamiento
Se acepta la existencia de alo más un desconchamiento superficial y, siempre que su diámetro no supere los 10 mm.
Se acepta hasta un desconchamiento por cara, limitando también su diámetro a 10 mm como máximo.
Eflorescencia Se acepta presencia de eflorescencias, de fácil remoción, cuya extensión se limita por acuerdo entre las partes.
Tolerancias de Planeidad ± 4 mm
Tolerancias Dimensional.
-Largo -Ancho -Alto
± 5 mm ± 3 mm ± 3 mm
Fuente: NCh 169 Of. 2001
NOTA: Estos requisitos se comprueban utilizando los procedimientos descritos
en NCh 168
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3.3.2 TERMINACION Los requisitos de apariencia o terminación de los ladrillos cerámicos, según
se trate de ladrillos cara vista (V) o ladrillos para ser revestidos (NV), son los
siguientes:
3.3.2.1 FISURAS Se distinguen dos tipos de fisuras de común ocurrencia en ladrillos
cerámicos:
• Fisura Superficial Las cuales pueden darse en ladrillos para ser revestidos (NV), sin importar
su longitud. En los ladrillos cerámicos cara vista (V) la fisura superficial se limita
en longitud a no más de 1/· de la dimensión de la cara con respecto a la
dirección de la fisura. En las caras menores o cabezales del ladrillo, se acepta
la existencia de fisuras superficiales sin importar su longitud. .[NCh 169, Of
2001]
• Fisura Pasada No se acepta la existencia de fisura superficial en las caras mayores de los
ladrillos cerámicos cara vista (V), solo en alguno de sus cabezales. En los
ladrillo cerámicos para ser revestidos (NV), se acepta la existencia de una fisura
pasada en cualquiera de sus caras.
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3.3.2.2 DESCONCHAMIENTO Se acepta la existencia de a lo más un desconchamiento superficial, y
siempre que su diámetro no supere los 10 mm. En ladrillos cerámicos para ser
revestidos (NV), se acepta hasta un desconchamiento por cara, limitando
también su diámetro a 10 mm. . [NCh 169, Of 2001]
3.3.2.3 EFLORESCENCIA Se acepta la presencia de eflorescencia en las caras de los ladrillos
cerámicos (V y NV), de fácil remoción, cuya extensión se limita por acuerdo
entre las partes.
3.3.2.4 SALTADURAS Solo se acepta en los ladrillos cerámicos (V), y son saltaduras cuya
presencia no afecte la apariencia de las caras vistas. . [NCh 169, Of 2001]
3.3.3 REQUISITOS GEOMÉTRICOS Para los ladrillos cerámicos de uso estructural en albañilería armada, se
establecen los siguientes requisitos:
• El área neta de las unidades perforadas o con huecos debe ser mayor o
igual al 50% del área bruta.[NCh 169, Of 2001]
• El área de los huecos de las unidades donde se acepta colocar armadura de
ser mayor o igual a 32 cm2, y su dimensión mínima debe ser de 5 cm.
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• El espesor mínimo de cáscaras simples debe ser de 19 mm. En el caso de
unidades con cáscara compuesta, el espesor mínimo de la cáscara debe ser
de 38 mm.
• En cáscaras compuestas, con porcentaje de huecos que no exceda al 35%,
y cuyos huecos sean de área igual o menor a 6,5 cm2, el espesor mínimo de
los tabiques longitudinales y transversales que conformen la cáscara, debe
ser de 10 mm. .[NCh 169, Of 2001]
• En cáscaras compuestas cuyos huecos sean de área superior a 6,5 cm2 los
espesores de los tabiques longitudinales y transversales deben ser mayores
o iguales a 13 mm, siempre que las dimensiones de los huecos de la
cáscara no excedan a 16 mm en el sentido del espesor de la cáscara ni a
127 mm en su longitud.
• El espeso de tabiques ubicado fuera de la cáscara compuesta de la unidad
debe ser mayor o igual a 13 mm. Este requisito se puede reducir a 10 mm
para tabiques que separan un hueco de más de 6,5 cm2 de área de otro de
área inferior a 6,5 cm2, y a 6 mm para tabiques que separen huecos con
áreas inferiores a 6,5 cm 2
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CAPITULO IV
“CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LOS LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS EXISTENTES EN
EL MERCADO NACIONAL”
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4.1 PRODUCCION A NIVEL NACIONAL En la actualidad la industria nacional del ladrillo se compone de 25
empresas, en las que se destacan tres de ellas por su gran participación en el
mercado nacional.
A modo de análisis, se presenta a continuación a través de la tabla 5.1, la
incidencia en el mercado de la producción de ladrillos, destacándose las tres
empresas con mayor demanda en el mercado nacional.
Tabla 4.1: Incidencia De La Producción De Ladrillos En El Mercado
Nacional.
Empresa Participación de Mercado
Volumen anual en Unidades
Cerámica Santiago S.A. 50% 120.000.000
Industrias Princesa Ltda. 35% 84.000.000
Cerámica Bío Bío 3% 7.200.000
Otras 12% 28.800.000
Fuente: [Campos, 2002]
La tabla anterior permite visualizar la incidencia de la producción de las
empresas más importantes en el mercado nacional. A partir de estos
antecedentes se estudiaran, las principales características y propiedades de los
ladrillos de altas escuadrías producidos por las dos empresas con mayor
incidencia en el mercado nacional.
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4.2 LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS PRODUCIDOS POR INDUSTRIAS PRINCESA
Industrias Princesa dentro de la línea muros, produce las series de ladrillo
llamadas “Serie Gran Titan” y “Serie Súper Titán”, donde se destacan tres tipos
para cada serie, que se detallan en la siguientes tablas:
• Serie Gran Titán Tabla 4.2: “Características y Propiedades del Ladrillo Gran Titán Reforzado
Estructural6”
TIPO MQP GRADO 1 Identificación GTRE Dimensiones 29x14x11.3 cm. Peso 4.6 Kg. Rendimiento a Soga 26 Unidades/m2 Consumo de Mortero 49 Lt/m2 Área Hueco Mayor Mayor a 32 cm2 Resistencia a la Compresión Mayor a 170 Kg/cm2 Resistencia Prismática 5,46 MPa Corte Diagonal o Murete 0,51 MPa Resistencia al fuego F 180 Transmitancia Térmica 1,7 W/m2 °C Aislación Acústica 40 dB
Recomendaciones
Uso Principal en albañilerías confinadas, permitiendo el paso de tensores. Además, permite la canalización de instalaciones sin necesidad de alterar el muro terminado
Fuente: Catalogo Industrias Princesa, 2003
6 Este ladrillo será el utilizado en el plan experimental mencionado mas adelante.
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MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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Tabla 4.3: “Características y Propiedades del Ladrillo Gran Titán Reforzado
Estructural Rejilla”
TIPO MQP GRADO 1 Identificación GTRER Dimensiones 29x14x11.3 cm. Peso 4.6 Kg. Rendimiento a Soga 26 Unidades/m2 Consumo de Mortero 47 Lt/m2 Área Hueco Mayor - Resistencia Prismática 5,46 MPa Corte Diagonal Murete 0,51 MPa Resistencia al fuego F 180 Transmitancia Térmica 1,7 W/m2 °C Aislación Acústica 40 dB
Recomendaciones En combinación con GTRE permite lograr ahorros de mortero, utilizándolo donde no se requiere paso de tensor
Fuente: Catalogo Industrias Princesa, 2003
Tabla 4.4: “Características y Propiedades del Ladrillo Gran Titán Reforzado
C/Corte”
TIPO MQP GRADO 1 Identificación GTR C/C Dimensiones 14x14x11.3 cm. C/mitad Peso 2,3 Kg. Área Hueco Mayor Mayor a 32 cm2 Recomendaciones Pieza especial diseñada como solución a
encuentros de muros y vanos, en aparejos a media traba de ladrillo, evitando faenas de corte.
Fuente: Catalogo Industrias Princesa, 2003
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• Serie Super Titán
Tabla 4.5: “Características y Propiedades del Ladrillo Súper Titán Reforzado”
TIPO MQP GRADO 1 Identificación STR Dimensiones 29x14x14,2 cm. Peso 5,8 Kg. Rendimiento a Soga 21 Unidades/m2 Consumo de Mortero 41 Lt/m2 Área Hueco Mayor Mayor a 32 cm2 Resistencia a la Compresión Mayor a 170 Kg/cm2 Resistencia Prismática 5,53 MPa Corte Diagonal o Murete 0,51 MPa Resistencia al fuego F 180 Transmitancia Térmica 1,7 W/m2 °C Aislación Acústica 40 dB
Recomendaciones
Uso Principal en albañilerías confinadas, permitiendo el paso de tensores. Además, permite la canalización de instalaciones sin necesidad de alterar el muro terminado
Fuente: Catalogo Industrias Princesa, 2003 Tabla 4.6: “Características y Propiedades del Ladrillo Súper Titán Reforzado
Rejilla”
TIPO MQP GRADO 1 Identificación STRR Dimensiones 29x14x14,2 cm. Peso 5,8 Kg. Rendimiento a Soga 21 Unidades/m2 Consumo de Mortero 39 Lt/m2 Área Hueco Mayor Mayor a 32 cm2 Resistencia Prismática 5,53 MPa Corte Diagonal Murete 0,51 MPa Resistencia al fuego F 180 Transmitancia Térmica 1,7 W/m2 °C Aislación Acústica 40 dB
Recomendaciones En combinación con STR permite lograr ahorros de mortero, utilizándolo donde no se requiere paso de tensor
Fuente: Catalogo Industrias Princesa, 2003
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Tabla 4.7: “Características y Propiedades del Ladrillo Súper Titán Reforzado
C/Corte”
TIPO MQP GRADO 1 Identificación STR C/C Dimensiones 14x14x14,2 cm. C/mitad Peso 2,9 Kg. Área Hueco Mayor Mayor a 32 cm2 Recomendaciones Pieza especial diseñada como solución a
encuentros de muros y vanos, en aparejos a media traba de ladrillo, evitando faenas de corte.
Fuente: Catalogo Industrias Princesa, 2003
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4.3 LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS PRODUCIDOS POR CERÁMICAS SANTIAGO
Cerámicas Santiago dentro de la línea muros, produce una serie de ladrillos
llamada “Santiago 14”, donde se destacan dos tipos, los que se detallan en las
siguientes tablas:
Tabla 4.5: “Características y Propiedades del Ladrillo Santiago 14”
TIPO SANTIAGO 14 Dimensiones 29x14x14 cm. Peso 5 Kg. Grado 3 Absorción de Humedad < 12%
Transmitancia < 2 W/ m2 °C
Fuente: Catalogo Cerámica Santiago, 2002
Tabla 4.6: “Características y Propiedades del Ladrillo Santiago 14E”
TIPO SANTIAGO 14E Dimensiones 29x14x14 cm. Peso 4,6 Kg. Grado 3 Absorción de Humedad < 12%
Transmitancia
< 2 W/ m2 °C
Fuente: Catalogo Cerámica Santiago, 2002
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4.4 JUSTIFICACION DEL USO DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS
En la actualidad el uso de los ladrillos esta condicionado a sus
especificaciones técnicas y las recomendaciones dadas por los fabricantes, es
por esto, que la utilización de los ladrillos de altas escuadrías se justifica por las
grandes dimensiones que estos presentan y que por lo tanto hacen reducir los
costos en la utilización del mortero de pega, sin embargo, este tipo de ladrillos
tiene una baja demanda en el mercado nacional y que a ido decayendo
paulatinamente aun más.
Consultados algunos proveedores de ladrillos cerámicos, estos señalan que
la baja demanda en el mercado de los ladrillos de grandes dimensiones, se
debe principalmente a que los consumidores han visto a este tipo de ladrillos
condicionado solo al uso de viviendas sociales económicas, lo que va en
desmedro del uso que puedan tener estos en otro tipo de viviendas.
Otro factor importante a considerar en la baja demanda de este tipo de
ladrillos, se refiere a la estética o apreciación visual que proporcionan estos
cuando forman parte de los muros envolventes en las edificaciones, la cual no
es muy acogida por los consumidores.
A consecuencia de lo anterior es que el costo de estos ladrillos ha subido en
proporción con lo que era en años anteriores, equiparándose así los costos por
reducción de mortero de pega utilizado en las albañilerías7.
Para visualizar mejor lo antes descrito se presenta la siguiente tabla
representativa de la distribución de las demandas de ladrillos de las diferentes
empresas, que se utilizan en la envolvente de edificaciones.
7 Mas adelante el capitulo 5 se comentaran algunos factores del alza de estos ladrillos
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Tabla 4.7: “Distribución De La Demanda De Ladrillos De Diferentes Empresas A
Nivel Nacional”
Empresa Participación En El Mercado Producto
% De Demanda Del Producto En La Empresa
% De Demanda Del Producto En El Mercado Nacional
Santiago 7 35 % 17.5 % Santiago 9 25 % 12.5 % Santiago 11 20 % 10 % Santiago 14 15 % 7.5 %
Cerámica Santiago 50 %
Otros 5 % 2.5 % TRE 50 % 17.5 % ETRE 15 % 5.25 % GTRE 15 % 5.25 % TEA 10 % 3.5 %
Industrias Princesa 35%
Otros 10 % 3.5 % Sansón 29x14x10
86 % 2.58 % Cerámica Bío–Bío 3 %
Otro 14 % 0.42 % Otras 12 % Ladrillo
Fiscal 100 % 12 %
TOTAL 100 % Fuente: [Campos, 2002]
En la tabla anterior se refleja claramente que la demanda de ladrillos de
grandes dimensiones es muy baja en comparación con la de otros ladrillos
como por ejemplo el Santiago 7 de Cerámicas Santiago o el TRE de Industrias
Princesa.
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CAPITULO V MUROS DE ALBAÑILERÍA, PROCESOS DE
CONSTRUCCIÓN Y JUSTIFICACIÓN DE ESPESORES Y MAYORES ESCUADRIAS
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5.1 ALBAÑILERIAS.
Albañilería es un elemento estructural que se obtiene con unidades de
ladrillos ordenados en hiladas según un aparejo, el cual corresponde a la
disposición en que se colocan estas unidades, las que se unen entre sí con
mortero. [NCh 1928, Of 93]
En nuestro país, se encuentran normalizadas dos tipos de albañilería, la
armada y confinada, a continuación se mencionan las definiciones respectivas y
los requisitos estructurales que deben cumplir cada una de ellas.
5.1.1 ALBAÑILERÍA CONFINADA.
La albañilería confinada es básicamente el material descrito anteriormente,
el cual se refuerza con pilares y cadenas de hormigón armado, elementos que
enmarcan y se hormigónan contra el paño (muro) de albañilería. [NCh 2123, Of
97]
La resistencias mínimas tanto a compresión como a corte que debe cumplir
este tipo de albañilería esta clasificada de acuerdo al tipo de ladrillo utilizado
para su confección, y estas se pueden observar en la siguiente tabla , la cual
resume los requisitos y las características de estos:
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TABLA 5.1: “Requisitos Estructurales De La Albañilería”
Ensayo Tipo de ladrillo
Edad del ensayo (días)
Nº de probetas
Grado del mortero (NCh 2256)
Resistencia básica (MPa)
Compresión MqM, MqP, MqHv
28 5 M 15 11
Corte MqM 28 5 M 15 0.6 Corte MqP 28 5 M 10 0.5 Corte MqHv 28 5 M 10 0.5 Fuente: NCh 2123. Of 97
5.1.2 ALBAÑILERÍA ARMADA.
Albañilería armada es el elemento anteriormente descrito en 5.1, el cual lleva
incorporados refuerzos de barras de acero en los huecos verticales y en las
juntas o huecos horizontales de las unidades (ladrillos), [NCh 1928, Of 93]. Para
el diseño de este tipo de albañilerías se considera que los materiales que la
componen,(unidades de albañilería entre ellos ladrillos, mortero, hormigón y
armadura), actúan como un todo para resistir las solicitaciones. De esta forma,
si se consideran todas las disposiciones constructivas contenidas en la norma
se garantiza un buen diseño y resistencia.
El procedimiento para calcular los esfuerzos que debe cumplir este tipo de
albañilerías se encuentran descritos en la norma mencionada anteriormente, no
se especifica al respecto debido a que el presente estudio no contempla
desarrollar este tipo ensayos.
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5.2 PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE LAS ALBAÑILERÍAS DE LADRILLO
A continuación, se mostrará la fabricación del mortero de pega que une las
unidades de ladrillo, así como también un resumen de las consideraciones mas
utilizadas en el ámbito nacional en cuanto al proceso de construcción de las
albañilerías de ladrillos.
5.2.1 FABRICACION DEL MORTERO
La fabricación del mortero corresponde a la etapa en la cual se miden
los materiales constituyentes y luego se mezclan hasta formar una masa
homogénea. El procedimiento de medición y de mezclado ya sea mecánico o
manual, esta condicionado por la forma de ejecución del proceso tal como se
indica a continuación: [Zabaleta, Egaña, 1989]
• Realizar todo el proceso de fabricación en un punto de la obra y
transportando el mortero listo al punto de colocación. Al utilizar este sistema
es recomendable recurrir a los procedimientos mecánicos para la medición y
el posterior mezclado.
• Realizar la medición y mezcla de los materiales en seco en un punto de la
obra y adicionar el agua en el lugar de colocación. Al utilizar este
procedimiento la primera etapa puede efectuarse tanto por medios
mecánicos como manuales, en cambio la segunda etapa solo se puede
realizar manualmente.
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• Realizar el proceso de fabricación al pie del punto de colocación, este caso
solo resulta práctico efectuar todo el proceso manualmente.
Como principio general debe darse prioridad a la utilización de medios
mecánicos, sobre los manuales.
5.2.1.1 MEDICION DE LOS MATERIALES.
La medición de los materiales esta destinada a asegurar que ellos se
incorporaran en las cantidades previstas al estudiar la dosificación del mortero,
para lo cual debe efectuarse con una adecuada precisión.
La medición de los materiales se puede realizar en peso o en volumen:
A) Medición en Peso
Consiste básicamente en medir las cantidades de los materiales mediante
pesaje, lo cual permite obtener una mayor precisión y a la vez un menor
porcentaje de variabilidad en la medición de estos.
La medición de los materiales se efectuará con una precisión de ± 2% para
los materiales sólidos, de ± 1% para el agua y la especificada por el proveedor
para los aditivos. [Zabaleta, 1986]
La obtención de una precisión como la señalada hace necesario que los
elementos de pesaje estén en buenas condiciones de mantención y que ,
además sean calibrados con cierta periosidad.
La precisión del elemento de pesaje debe permitir efectuar la medición
dentro de ciertos límites de tolerancia, que las normas para hormigones fijan en
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± 1% de la cantidad a pesar para el cemento, agua, aditivos y adiciones y ± 3%
para el árido. [Zabaleta, Egaña, 1989]
Este procedimiento debe ser empleado para morteros de carácter
estructural, en particular si su resistencia especificada es superior a 75 kg/cm².
B) Medición en Volumen
En la medición por volumen, el peso del material a incorporar en la
amasada se determina conociendo primero la densidad aparente prevista, para
que el peso así determinado sea correcto.
Para la medición del árido deben utilizarse elementos calibrados como
carretillas dosificadoras o cajones dimensionados.
Además se debe considerar la humedad del árido debido a que esta produce
una importante variación de volumen especialmente en la arena y aun mas
cuando en ella existe un gran porcentaje de finos. En figura siguiente se
señalan algunas cifras de esponjamiento características para arenas de distinta
granulometría, la cual permite ver el importante valor que puede alcanzar este
parámetro. [Zabaleta, Egaña, 1989]
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FIGURA 5.a: “Esponjamiento de la Arena por la Humedad”
Fuente: Manual del Mortero, ICH 1989.
Por este motivo, al emplear este procedimiento de medida es conveniente
proceder a una verificación previa de la densidad aparente de la arena,
utilizando el árido y los procedimientos de medida correspondiente a las
condiciones reales de la obra. [Zabaleta, Egaña, 1989]
5.2.1.2 AMASADO
Consiste en la mezcla y homogenización de los materiales
previamente medidos, para ello se utiliza un elemento mecánico denominado
betonera, de igual forma se puede resolver manualmente. Se utilizan
principalmente 3 tipos de betoneras en el país, las cuales se denominan de
acuerdo a la inclinación de su eje de giro en: verticales, horizontales e
inclinadas. [Zabaleta, Egaña, 1989]
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Para el amasado en cualquiera de las tres betoneras, los materiales se
deben incorporar a ellas en cierto orden de carguìo, para de esta forma obtener
un buen mortero, recomendándose el siguiente procedimiento:
1º incorporar el 80% del agua.
2º incorporar el 100% de la arena.
3º incorporar el 100% del cemento.
4º incorporar el resto del agua, incluyendo en esta etapa el aditivo u adición si
se emplea.
El tiempo de revoltura recomendable no debe ser inferior a 5 minutos.
Se aceptará la fabricación manual del mortero de junta (de pega) , a
condición de limitar que el volumen de cada amasada fabricada no sea superior
a 250 Lt. ni al correspondiente al que se aplicará en un lapso máximo de una
hora después de su preparación. En este caso, se mezclará previamente los
materiales sólidos hasta tener una coloración homogénea de toda la masa,
agregando posteriormente el agua correspondiente a toda la amasada y
revolviendo hasta homogeneizar. [Zabaleta, 1986]
5.2.1.3 COLOCACION DEL MORTERO DE PEGA.
El mortero de pega o junta utilizado en las albañilerías ya sea de ladrillo u
otro material debe cumplir diferentes funciones, de las cuales las principales
son:
Producir la adherencia entre las unidades de albañilería, con el fin de que el
elemento conformado trabaje monolíticamente.
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Sellar las juntas entre las unidades para de esta forma asegurar la
impermeabilidad tanto al aire como al agua.
Compensar las diferencias de dimensiones que pudieran presentar las
unidades utilizadas.
Para las funciones mencionadas, el mortero debe poseer ciertas
características como resistencia, consistencia, granulometría las cuales fueron
descritas en los capítulos anteriores.
Previo a la colocación del mortero, debe realizarse una preparación
de la superficie donde se depositara, esto incluye limpieza y humectación. De
igual manera se deben saturar en agua las unidades de ladrillos cerámicos de
acuerdo a lo indicado en la NCh 1928. Of 93, estando estas con su superficie
seca. [Zabaleta, Egaña, 1989]
El mortero de pega debe ser colocado sobre los ladrillos en sitio que
conforman una hilada, este mortero debe esparcirse con una llana en una
longitud tal que alcance a ser cubierto mientras aun este en estado fresco. La
colocación del mortero en las unidades de albañilería debe preverse tanto sobre
la superficie de las unidades ya en sitio como sobre el borde lateral de la que se
va a colocar, en la forma que se señala en la figura 5.b.
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FIGURA 5.b: “Colocación del Mortero de Junta en las Unidades de Albañilería” Fuente: Manual del mortero, ICH 1989.
Ello permite un buen relleno de las juntas verticales (llaga), lo cual ayuda a
obtener una adecuada impermeabilidad del conjunto.
Una vez terminada la colocación de una o varias hiladas de ladrillos, es
conveniente proceder a realizar una terminación de la superficie ya sea exterior
e interior de la junta, para lo cual es conveniente realizar este procedimiento
con una herramienta metálica cilíndrica que se desliza sobre la junta. [Zabaleta,
Egaña, 1989]
5.2.2 ESPESORES DE MORTERO DE PEGA UTILIZADOS.
Para identificar los espesores de mortero de pega utilizados en los muros de
albañilería de ladrillo de la envolvente de edificaciones, se procedió a investigar
seminarios anteriores relacionados con el tema y también a recopilar datos
actuales obtenidos en terreno donde se este ocupando este tipo de
materialidad.
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Las tablas a continuación están confeccionadas con datos de terreno
obtenidos en el año 2002 y para el presente seminario se recogieron datos
actuales recopilados en el primer semestre del presente año.
TABLA 5.2: “Espesores de mortero de pega utilizado en las albañilerías de
ladrillo cerámico año 2002”.
Dimensiones (cm)Tipo de ladrillo
A H L
Dosificación Espesor de mortero de pega (mm)
MqHv 14 14 29 1:3 12 MqHv 14 11 29 1:3 14 MqHv 14 9.4 29 1:4 14 MqHv 14 9.3 29 1:3 20 Fiscal 14 7 29 1:3 20 Promedio 14 10.2 29 1:3 16 Fuente: [Castro, 2002]
TABLA 5.3: “Espesores de mortero de pega utilizado en las albañilerías de
ladrillo cerámico año 2003”.
Dimensiones (cm) Espesor de mortero de pega (mm) Tipo de
ladrillo L A H
DosificaciónA la vista Estucad
a
N° Obra
MqHv 29 14 14 1:3 15 20 1 MqHv 29 14 9,4 1:3 15 15 2 MqHv 29 14 9,4 1:3 15 10 - 20 3 MqHv 29 14 9.4 1:3 13 - 15 13 - 15 4
Promedio 29 14 10,55 1:3 15 16 Fuente: Elaboración propia, recopilación de datos extraídos en visitas a terreno,
se anexa fotos, ubicación y especificaciones técnicas.
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Al hacer un análisis comparativo de las tablas 5.2 y 5.3, podemos notar que
los espesores de mortero de pega utilizados en la albañilería de ladrillo no
varían en gran magnitud, ya que se ciñen a especificaciones técnicas generales
y que recomiendan valores de 1 a 2 cm de espesor dependiendo de cada
proyecto. Los planos correspondientes a cada obra analizada señalan los
espesores a utilizar, que corresponden avalores intermedios entre los antes
mencionados. A continuación, se abordará este tema con mayor profundidad,
indicando una posible justificación en la utilización de estos espesores, así
como también, el uso de ladrillos de mayores dimensiones.
5.3 JUSTIFICACION DE ESPESORES Y MAYORES ESCUADRIAS
Los espesores de mortero de pega utilizados actualmente y desde hace
muchos años no han variado en forma significativa, ya que estos han sido
establecidos en alguna época donde se fijaron los parámetros o límites
máximos y mínimos de espesor.
En conclusión no existe una justificación del espesor de mortero de pega a
utilizar que se encuentren en alguna normativa, si no que se toman
recomendaciones existentes en especificaciones técnicas generales que varían
como anteriormente se ha dicho entre 1 y 2 cm. No obstante, cada proyecto
considera un espesor determinado que se ubica generalmente entre dichos
valores.
En las visitas a terreno se pudo comprobar que estos valores obedecen en
algunos casos a especificaciones técnicas desarrolladas por la propia empresa
recogiendo resultados de experiencias anteriores ya sea por las condicionantes
de estética, adherencia, u otros.
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Consultado los profesionales a cargo de estas obras, se concluye que estos
no tienen un conocimiento muy acabado del tema y se rigen por las
indicaciones señaladas en los planos diseñados por los proyectistas.
En algunos casos estos espesores acordados en cada proyecto varían en
una cantidad poco significativa (en mm), ya que existen variaciones en las
dimensiones de los elementos que componen un muro de albañilería.
En cuanto a lo que se refiere al uso de ladrillos de mayores escuadrías, este
se justifica por las ventajas que proporciona desde el punto de vista térmico y
reducción de costos por disminución del volumen del mortero de pega, sin
embargo los productores de este tipo de ladrillos, no están muy interesados en
su producción ya que ocupan mayor cantidad de materia prima, trayendo por
consecuencia un alza en los costos por unidad igualándose con una albañilería
construida con ladrillos de altura normal (7,1 y 9,4 cm).
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
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CAPITULO VI “ETAPA EXPERIMENTAL, RESULTADOS Y ANALISIS”
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6.1 GENERALIDADES En esta investigación de carácter experimental, se cumple el objetivo
principal de este trabajo evaluando y analizando las mejorías térmicas que trae
consigo la utilización de ladrillos de altas escuadrias con morteros de reducido
espesor.
Lo que se hizo metodológicamente, es reducir la cantidad de mortero de
pega en el área frontal de un muro con la principal consecuencia de reducir los
puentes térmicos y mejorar el aislamiento térmico de los muros de albañilería
de ladrillo.
Para cumplir con lo anterior se confeccionaron distintos tipos de probetas,
cuyas principales características es la utilización de un ladrillo de alta escuadría
confeccionado por Industrias Princesa, el GTRE (dimensión 29x14x11,3) y la
disminución de los espesores de mortero de pega que variaron entre 20 a 5
mm. Estas probetas fueron evaluadas experimentalmente a través de
procedimientos normalizados establecidos para soluciones sobre la base de
albañilerías de ladrillos.
6.1 FACTORES A CONSIDERAR EN LA ETAPA EXPERIMENTAL
Estos factores se refieren a aquellos elementos que inciden directamente en
el comportamiento térmico, mecánico e hídrico de los muros albañilería de
ladrillo.
Para este trabajo se han considerado factores constantes y factores
variables los cuales se detallaran a continuación:
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CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 105
6.1.1 FACTORES CONSTANTES
A) TIPO DE LADRILLO
Como el objetivo de esta investigación es la utilización de ladrillos de altas
escuadrías, el criterio de elección fue el siguiente:
• Se seleccionó un ladrillo de alta escuadría que tuviera una importante
demanda en el mercado nacional (Gran Titán Reforzado Estructural de
29x14x11.3) y que es comercializado por Industrias Princesa S.A. em presa
colaboradora del proyecto Fondef D01i1161.
• Industrias princesa S.A. tiene una participación de un 35% en el mercado
nacional y el ladrillo GTRE una demanda en la empresa del orden de un
15% y en el mercado nacional un 5.25%.
• De resultados de investigaciones preliminares que retroalimentan al
proyecto Fondef, se determina la morfología del ladrillo utilizado, que tiene la
misma distribución alveolar, lo que permite relacionar los resultados de estas
investigaciones con este estudio.
A continuación se detallan las características que entrega el fabricante sobre
este tipo de ladrillo. Ver tabla 6.1
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MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 106
TABLA 6.1 “Características y Propiedades del ladrillo GTRE”
TIPO MQP GRADO 1 Identificación GTR Dimensiones 29x14x11.3 cm. Peso 4.6 Kg. Rendimiento a Soga 26 Unidades/m2 Consumo de Mortero 49 Lt/m2 Área Hueco Mayor Mayor a 32 cm2 Resistencia a la Compresión Mayor a 170 Kg/cm2 Resistencia Prismática 5,46 MPa Corte Diagonal o Murete 0,51 MPa Resistencia al fuego F 180 Transmitancia Térmica 1,7 W/m2 °C Aislación Acústica 40 dB
Recomendaciones
Uso Principal en albañilerías confinadas, permitiendo el paso de tensores. Además, permite la canalización de instalaciones sin necesidad de alterar el muro terminado
Fuente: Catalogo Industrias Princesa, 2003
B) DOSIFICACIÓN MORTERO.
La dosificación que se utilizó para la confección del mortero de pega fue
realizada en peso, según su granulometría y humedad, en una proporción 1:3,
como se muestra en la siguiente tabla:
TABLA 6.2 : “Dosificación de mortero en peso 1:3 corregida” .
Material Cantidad Actualizada (kg.)
Dosificación para 25 lts.de mezcla (kg.)
Cemento 461.1 11.5 Arena 1424.8 35.6 Agua 263.7 6.6
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C) TIPO DE CEMENTO El cemento utilizado, fue cemento siderúrgico Bío Bío especial Grado
corriente.
D) TIPO DE ÁRIDO.
El árido utilizado para la confección del mortero de pega corresponde a
arena del río Bio-Bio con un tamaño máximo de 2.5 mm. Los factores que
determinaron el uso de este material fue su fácil obtención, su cercanía y el alto
porcentaje de uso en la zona.
E) TIPO DE CURADO
El tipo de curado utilizado fue el descrito en la NCh 1923 Of.93 y NCh 2123
Of.97, el cual consiste en que una vez construidas las probetas estas se deben
envolver en polietileno con el objetivo de cubrirlas durante los primeros 14 días
para que estas alcancen su resistencia máxima.
F) REFRENTADO
Para el refrentado de los prismas y muretes de albañilería se utilizó una
pasta de yeso - cemento en relación 1:1, manteniendo el paralelismo entre las
caras opuestas del muro.
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F) TIPO DE MANO DE OBRA
Con el objetivo proporcionar al alumno un mayor conocimiento de las
condiciones que afectan la construcción de muros de albañilería se le instruyo
a este sobre el proceso de construcción de estos para que el mismo
confeccionara las probetas, con la principal ventaja de manejar mejor los
factores que inciden en este proceso.
6.1.2 FACTOR VARIABLE
El factor variable durante la etapa experimental fue el espesor del mortero de
pega. Se fabricaron probetas con espesores de 20, 15, 10 y 5 mm,
construyendo una totalidad de 48 probetas tanto para ensayos mecánicos,
térmicos e hídricos, la distribución fue la siguiente:
TABLA 6.3: “N° de probetas a confeccionar para realizar los ensayos” .
ENSAYOS N° DE PROBETAS
Mecanicos (Compresión, Corte Diagonal) 40
Térmico (Método de la Cámara Térmica) 4
Hídrico (Estanqueidad al Agua de Fachadas) 4
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6.2 REQUISITOS Y DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS Con la finalidad de cumplir con objetivos propuestos y sobre todo con la
hipótesis trazada en esta investigación, se procedió a cumplir con los ensayos
que describe la normativa nacional para el uso de albañilerías de ladrillos.
Dentro de esta etapa, se realizaron los siguientes ensayos:
1. Ensayos de corte diagonal de un murete de albañilería.
2. Ensayos a compresión de un prisma de albañilería.
3. Ensayos térmicos.
Además de estos ensayos se realizaron otros del tipo complementario, los
cuales fueron:
1. Ensayos de granulometría y de humedad de la arena utilizada.
2. Ensayos de permeabilidad.
3. Compresión de probetas cúbicas (RILEM) para el mortero de pega.
Para lo anterior, se debió seguir una secuencia lógica para ir cumpliendo las
etapas en el procedimiento de los ensayos:
a) Identificar los materiales que fuerón utilizados en el proceso experimental,
tales como; cemento, agua, arena y ladrillo.
b) Establecer la forma de confección y requisitos exigidos para los prismas y
muretes de albañilería.
c) Realizar los ensayos de granulometría y humedad a la arena, para luego
determinar la dosificación en peso de el mortero de pega.
d) Realizar ensayos a compresión del mortero de pega en probetas cúbicas.
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e) Confección de prismas de albañilería para ser ensayados a la compresión.
f) Confección de muretes de albañilería para ser ensayados al corte diagonal.
g) Confección de muretes de albañilería para someterlos a los ensayos hídricos.
h) Curado de probetas y muretes.
i) Confección probetas de albañilería para ser ensayados térmicamente.
j) Ensayo hídrico, estanqueidad al agua de fachadas.
k) Obtención de resultados ensayo hidrico
l) Ensayo térmico de probetas de albañilería.
m) Obtención de resultados de los ensayos térmicos.
ñ) Refrentado de probetas y muretes para someterlas a los ensayos mecánicos.
o) Ensayo mecánico de prismas a la compresión.
p) Ensayo mecánico de muretes al corte diagonal.
q) Obtención de resultados de los ensayos mecánicos.
r) Análisis y conclusión de los datos obtenidos en los ensayos.
6.3.1 CARACTERISTICAS DEL PRISMA DE ALBAÑILERÍA DESTINADO A ENSAYE A COMPRESIÓN
La normativa nacional referente a estos ensayos exige ciertos parámetros
que deben existir al momento de la construcción de los prismas, los cuales se
reflejan en la siguiente tabla:
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MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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14 cm
h/e
> o
= 3
29 cm
TABLA 6.3 “Requisitos para la construcción de los prismas de albañilería”
REQUISITO DESCRIPCIÓN
Espesor (e)
El espesor del prisma debe ser igual al espesor de los muros y
vigas de las estructuras habituales de construcción, que en este
caso correspondió al espesor promedio de la unidad de
albañilería 14 cm
Longitud (l)
La longitud debe ser mayor o igual al espesor y a la longitud de
la unidad de albañilería, esta correspondió a la longitud de
fabricación del ladrillo utilizado (GTRE) promedio que es 29 cm.
Altura (h)
La altura del prisma debió cumplir con las siguientes
condiciones:
Incluir un mínimo de tres hiladas y
El cuociente entre la altura y el espesor debe ser mayor o
igual a 3
Para cumplir con lo anterior se debieron utilizar un mínimo de 4
hiladas, dando como resultado una altura 46,7 cm., para el
espesor de mortero de pega mas desfavorable el cual fue 5 mm.
Figura 6.a “ Prisma de albañilería
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MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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14 cm
> o = 60
cm
> o
= 60
cm
6.3.2 CARACTERISTICAS DE LOS MURETES DE ALBAÑILERÍA DESTINADO A ENSAYE A CORTE DIAGONAL
En La confección de los muretes de albañilería utilizados para ensayos a
corte diagonal, se cumplieron los siguientes requisitos: TABLA 6.4: “Requisitos para la construcción de muretes de albañilería”
REQUISITO DESCRIPCIÓN
Espesor (e)
El espesor del prisma debe ser igual al espesor de los muros y
vigas de las estructuras habituales de construcción, que en este
caso correspondió al espesor promedio de la unidad de
albañilería 14 cm
Longitud de
la arista del
murete
La longitud de la arista del murete debe ser mayor o igual a 60
cm independiente del espesor del mortero de pega utilizado para
la confección, y debe incluir por lo menos cuatro hiladas.
Nota: Las mismas condiciones se cumplen para los requsitos en la confección
de probetas para relizar el ensayo hidrico (estanqueidad al agua de fachadas).
Figura 6.b “Murete de albañilería”
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6.3.3 CONFECCIÓN DE PRISMAS Y MURETES DE ALBAÑILERÍA PARA ENSAYOS MECÁNICOS E HIDRICO
La confección de las probetas debe asemejarse lo mas posible a las
condiciones reales en obras de construcción con albañilerías de ladrillo, en
donde para el levantamiento de un muro de albañileriá se aseguraran su
verticalidad y aplome colocando elementos de apoyo en los extremos llamados
escantillones, es en estos elementos en donde se empiezan a trazar las hiladas
para el posterior levantamiento del muro de albañilería. Para asemejar esta
condición en laboratorio se debio construir un escantillón móvil de terciado
estructural de 18 mm., se debió realizar un reforzamiento y encuadre de su
estructura para su utilización. En él se trazarón las alturas de las hiladas, para
luego tensar una lienza que sirviera de guía para las hiladas del prisma o
murete, es decir, el mismo procedimiento que se realiza en obra pero a menor
escala. Este elemento, nos permitió obtener una correcta verticalidad y
horizontalidad en la confección. La siguiente imagen muestra el escantillón
móvil utilizado. Ver Figuras 6.c y 6.d Figura 6.c “Dimensiones escantillon movil”
0 8
0.3
1.2
0.2
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
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Figura 6.d “fotografia escantillón móvil listo para usar”
Para la fabricación de los prismas y muretes se desarrollo la una secuencia
de actividades reflejada en los siguientes puntos:
1. Dosificación de los materiales (cemento, arena y agua)
Peso del cemento, arena y agua para el mortero según dosificación.
2. Peso de los materiales y traslado al lugar de trabajo
3. Despeje y limpieza del lugar de trabajo
4. Colocación de polietileno debajo del escantillon movil.
5. Colocación del escantillon movil y trazado de las hiladas.
6. Afianzamiento del escantillon a traves de elementos de peso en sus
extremos.
7. Saturación de los ladrillos.
8. Colocación de la lienza.
9. Preparación del mortero de pega.
10. Colocación de las hiladas de ladrillos
11. Asentamiento de las hiladas.
12. Repetir los pasos 10 y 11 hasta la última hilada.
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13. Revoque de la llaga , tendel y superficie de la última hilada para el posterior
refrentado.
14. Para el caso de probetas confeccionadas para ensayo de estanqueidad al
agua de fachadas, se debió dejar una superficie apta en la llaga y tendel
para evitar que este sea impermeable. Esto se hace a traves de una
herramienta metálica denominada en la construcción como “chancho”.
15. Retiro escantillón.
16. Limpieza del prisma o murete con una esponja mojada y retiro del material
disgregado en la superficie de trabajo.
17. Envolver la probeta completamente con polietileno para el posterior curado.
18. Anotar datos en la probeta para los ensayos.
Figuras 6.e, 6.f “Fabricación de prismas y muretes para ensayos mecanicos”
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6.3.3.1 CURADO DE LOS PRISMAS Y MURETES PARA ENSAYOS MECÁNICOS E HÍDRICO.
Los prismas construidos en el laboratorio (PTM) debieron almacenarce
cubriéndolos con polietileno durante los primeros 14 días. Durante las últimas
semanas debieron mantenerse descubiertos en las condiciones ambientales del
laboratorio.
Figura 6.g “Curado De Prismas Y Muretes De Albañilería primeros 14 días”
figura 6.h ”Curado de probetas entre 14 y 28 días
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6.3.3.2 REFRENTADO DE PRISMAS Y MURETES
A) PRISMAS PARA ENSAYO A COMPRESION
El prisma, debió refrentarse en sus extremos con una pasta de yeso-
cemento en proporción 1:1, cubriendo un área promedio de 406 cm2 por cada
extremo.
El espesor promedio de la capa de refrentado utilizado debe der menor o
igual 3,5 mm., colocándose míninmo 24 horas antes del ensayo.
B) MURETES PARA ENSAYO A CORTE DIAGONAL
El murete, debió refrentarse en las zonas de apoyo de los cabezales que
posee la máquina de ensayo a corte diagonal con una pasta de yeso-cemento
en proporción 1:1, cubriendo una superficie de 224 cm2 en cada vertice. El
espesor promedio de la capa de refrentado debe ser menor o igual 4 mm. Al
igual que para el ensayo de compresión, estas capas deben ser colocadas
mïnimo 24 horas antes del ensayo.
Figura 6.i “Refrentado de prismas de albañilería”
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Figura 6.j “Prismas de albañilería refrentados”
6.3.4 CONSTRUCCIÓN DE PROBETAS PARA ENSAYO TÉRMICO
Uno de los requisitos importantes de este trabajo de investigación es la
obtención de datos de transmitancia termica a través del “Ensayo de la Cámara
Térmica”, con el se obtienen los valores necesarios para poder evaluar la
hipotesis de esta investigación. Para esto, se debieron confeccionar muros
dentro de una anillo de guarda de 0.95x1.35 m.
Las consideraciones que se debieron tomar para la confección de estas
probetas fueron muy similares a las utilizadas para los prismas y muretes, ya
que estas fueron realizadas por la misma persona, sin embargo, la diferencias
principales para la confección de estas probetas es que el anillo de guarda ya
era por si un escantillón móvil donde se trazaron las hiladas de albañilería y la
probeta se mantuvo en esta hasta que terminaron los ensayos.
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Figura 6.k “Confección de probeta termica”
6.3.5 ENSAYOS COMPLEMENTARIOS PARA LA ARENA. Como ensayos complementarios, se ejecutaron la determinación de un
análisis granulométrico, determinación del módulo de finura, densidades
aparentes, real y neta; absorción, % de huecos y material fino menor que 0.08
mm de la arena para confeccionar el mortero de pega. Sus procedimientos se
encuentran establecidos a través de la normativa nacional para áridos,
consignando entre ellas la NCh163 Of. 79, la NCh 1116 Of. 77 .
6.3.6 ENSAYO A COMPRESIÓN DE PRISMAS DE ALBAÑILERÍA
Como se ha mencionado anteriormente, con este ensayo se puede
determinar la carga máxima a la ruptura de estos prismas, para lo cual se
procedió a acondicionar una estructura de acero ubicada en el interior del PTM.
Esta estructura cuenta con la rigidez suficiente para transmitir los esfuerzos del
ensayo sin alterar las condiciones de distribución y dirección de la carga. A
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MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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carga
0
761
1391
2024
2662
3277
3901
4536
5146
5817
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
carga
esta estructura se incorporó un pistón de carga el cual posee una capacidad de
carga de 50 ton.
El dispositivo que se utilizó para la aplicación de carga fue un Porta
Power, el cual posee un barómetro que indica la presión de aceite que se esta
incorporando al pistón, este barómetro tiene una capacidad de 10 libras por
pulgada cuadrada. Este instrumento posee una tubería de caucho la cual en su
extremo tiene incorporado un conector con hilo interior, por medio del cual se
une con el pistón de carga.
A continuación del pistón, se encuentra una celda de carga la que registra o
transmite microdeformaciones (µe) a un sistema computacional denominado
“Data Loger”. Este dispositivo va indicando las microdeformaciones que sufre el
prisma a medida que se le va aplicando la carga. El valor obtenido se va
registrando en un disco flexible de 31/2”, pulsando un botón en cada momento
que se quiera registrar una deformación. Con el valor de microdeformación se
confecciona un gráfico de carga (Ton) v/s microdeformacion donde se obtiene la
carga aplicada al prisma, para esto se debe calibrar la celda en la máquina de
compresión del Laboratorio de Hormigones de nuestra universidad. Gráfico 6.a “carga (Ton) v/s microdeformacion
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6.3.6.1 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
Una vez armada la estructura, puesto el pistón y las placas de sujeción y
apoyo se procede a los siguientes pasos:
1. Se acopian los prismas en el lugar mas cerca de la maquina de ensayo.
2. Se instala el porta power (gata hidráulica) y se conecta al pistón.
3. Se instala el Data Loger y se conecta a la celda de carga.
4. Se toman las mediciones del prisma correspondiente a la altura, largo y
ancho.
5. Se limpian las superficies de las placas de apoyo y las caras extremas del
prisma.
6. Se traza el eje del piston en la placa de apoyo para obtener una mejor
distribución de las cargas en el prisma.
7. Se coloca el prisma sobre la placa de carga inferior alineando su eje central
con el centro de las dos placa distribuidoras.
8. Se levanta la placa superior de distribución de carga y se coloca sobre la
cara superior del prisma asegurándola para evitar un volcamiento.
9. Se alinea el pistón con la celda de carga, la placa de distribución superior y
el eje del prisma de tal forma que éstos coincidan verticalmente, para que
la carga se aplique uniformemente al sistema.
10. Se prende el equipo Data Loger y se deja en 0.
11. Se comienza a aplicar la carga en forma continua, sin choques, a una
velocidad uniforme, de modo que el ensayo demore entre 3 y 4 minutos en
alcanzar la carga máxima.
12. Se registra la microdeformación.
13. Se registran los datos obtenidos en el ensayo.
14. Se transforma este dato en carga mediante el gráfico antes mencionado.
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15. Se calcula la carga de ruptura del prisma en kg./cm2. Y se elabora un
informe.
Para visualizar mejor lo anterior ver figuras 6.l y 6.m
Figura 6..l “Equipos complementarios para el ensayo a compresión de prismas de albañilería”
Figura 6.m “Ejecución del ensayo a compresión de prismas de albañilería”
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6.3.6.2 METODOLOGÍA PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA PRISMÁTICA
Calcular el área de la sección transversal (cara de apoyo) del prisma
ensayado sin huecos cuyo valor se expresara en cm².
Calcular la resistencia a la compresión del prisma como el cuociente entre la
carga máxima y el área de la sección transversal, expresándola en MPa.
con una aproximación inferior a 0.01 MPa.
En donde:
R bc = Resistencia prismática.
P = Carga máxima aplicada por la máquina de ensayo, (Kgf).
A = Área de la cara de apoyo del prisma, (cm²).
El numero de probetas a confeccionar para este ensayo esta dado en la
tabla 6.3.
Luego se determina la Resistencia Básica a la Compresión ƒ m`:
En donde : X : Resistencia promedio a la compresión de los cinco prismas
ensayados
X 5 – X 1 : Mayor y menor valor de resistencia a la compresión obtenidos en
los ensayos.
R bc = P / A
ƒ m` = X - 0.431 ( X 5 – X 1 )
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6.3.7 ENSAYO MECÁNICO DE MURETES AL CORTE DIAGONAL
El ensayo consiste determinar la carga a la ruptura que resiste un murete de
albañilería al corte sometiéndola a compresión diagonal. Para esto se procedió
a acondicionar una estructura de acero que se encontraba en el laboratorio
(PTM). La estructura se compone de cilindros de acero huecos ubicados en
forma vertical sobre barras de acero de diámetro 1” con hilo, para
posteriormente ser afianzada con un sistema de vigas de reacción de acero
sobre estas. Estas barras son apernadas una vez que se va armando la
estructura. Cada perno resiste 2 Toneladas al corte aproximadamente, es por
ello que para mayor seguridad se utilizaron 12 pernos, puesto que la resistencia
mínima de este tipo de probeta es de 6000 kg. aproximadamente.
A continuación se instaló el cabezal superior unido a la estructura mediante
cables de acero y en la parte inferior se instaló el segundo cabezal que permite
el asentamiento del muro. En este tipo de ensayo los cabezales distribuyen la
carga en dirección diagonal con respecto del murete. Estos cabezales deben
cumplir algunos requisitos según norma NCh 2123. Of 97.
Los cabezales cumplen la función de distribuir la carga a través de una
longitud menor o igual a 15 cm para evitar efectos de confinamiento en el
murete; y el ancho de estos cabezales puede ser igual al espesor del murete a
ensayar más 25mm.
Al igual que el ensayo de compresión se registra los mismos datos,
utilizando el mismo gráfico carga v/s microdeformación y se le incorporan los
mismos elementos como; pistón, porta power y otros.
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6.3.7.1 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
1. Se trasladaron los muretes lo más cercano posible a la maquina de ensayo.
2. Se procedió a limpiar la superficie de las placas de apoyo del murete y la
superficie del refrentado.
3. Se instalo el Porta Power y se unió al pistón.
4. Se instalo el Data Loger y se unió a la celda de carga.
5. Se coloco la celda de carga sobre una superficie horizontal, en este caso la
viga de reacción.
6. Se coloco el cabezal inferior bajo la celda de carga.
7. Se sostuvo el cabezal superior sobre las vigas de distribución, para de esta
forma asegurar esta pieza si se produce un volcamiento de la probeta.
8. Se registran los datos de la probeta; longitud de la arista, fecha ensayo y
otros.
9. Se instalo el murete sobre el cabezal inferior, alineando su diagonal vertical
con el cabezal superior.
10. Se procedió a asentar el cabezal superior y el pistón de carga, para de esta
forma asegurar el murete.
11. Se prende el equipo Data Loger y se deja en 0.
12. Se comienza a aplicar la carga en forma continua, sin choques, a una
velocidad uniforme, de modo que el ensayo demore entre 4 y 5 minutos en
alcanzar la carga máxima.
13. Se registra la microdeformación.
14. Se registran los datos obtenidos en el ensayo.
15. Se transforma este dato en carga mediante el gráfico antes mencionado.
16. Se calcula la carga de ruptura del prisma en kg./cm2. Y se elabora un
informe.
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Figura 6.n “Equipos para el ensayo a corte diagonal de muretes de albañilería”
Figura 6.ñ “Ejecución del ensayo a corte diagonal de muretes de albañilería”
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6.3.7.2 METODOLOGÍA PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CORTE
Primero se calculo el área bruta de la sección diagonal del murete en cm².
Luego se determino la resistencia básica de corte como el cuociente entre
la carga de agrietamiento diagonal y el área anterior, expresándola en MPa
con una aproximación inferior o igual a 0.01 MPa.
En donde:
R bc = Resistencia básica de corte ( Mpa )
P = Carga máxima aplicada por la máquina de ensayo, (Kgf).
A = Área de la diagonal vertical del murete (cm²).
6.3.8 ENSAYO TERMICO DE PROVETAS DE ALBAÑILERÍA Para efectuar los ensayos térmicos, se utilizo la Cámara Térmica de la
Universidad del Bío Bío, ubicada en el Laboratorio de Física de la Construcción
(Pabellón de Tecnología de la Madera).
Este método, es útil para determinar experimentalmente valores de
transmisión térmica tales como, transmitancias superficiales (h), conductividad
térmica © y el valor principal de la presente investigación, el cual es la
transmitancia térmica (U) de probetas representativas de elementos
constructivos.
En términos generales la cámara se compone de tres partes:
R bc = P / A
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1) Cámara de guarda
Es aquella donde se simula un ambiente caliente (interior). Es la caja de
mayores dimensiones y que contiene la cámara de medición rodeándola por
sus cinco costados. La boca de la cámara de guarda tiene por el exterior 2.19 m
en el ancho como en el alto. Éstas son las medidas mínimas que deben poseer
las muestras para que asienten completamente sobre las empaquetaduras
colocadas en el espesor de sus paredes. Dicho espesor alcanza a 16.5 cm de
los cuales 11.5 se ocupan para alojar las empaquetaduras de apriete.
Descontando el espesor de las paredes, las bandas de guarda alcanzan un
ancho individual aproximado, de 53 y 34 cm a lo largo del ancho y del alto de
las muestras respectivamente; la diferencia de anchos se debe a la forma
rectangular de la zona de medida. Su profundidad es de 90 cm.
2) Cámara de medición
Es la cual en cuya abertura se determina el área de medición. Está
contenida en la cámara de guarda y debe mantenerse en similares condiciones
que ésta. Las dimensiones del área de medición corresponden a 0.815 m de
ancho por 1.170 m de alto, tomadas entre los ejes de la empaquetadura que
recorre la boca de la cámara. Éstas medidas corresponden aproximadamente a
las dimensiones interiores de la caja; sumando el espesor de sus paredes –
11.5 cm – las medidas exteriores resultan de 1.020 y 1.380 m para el ancho y
alto, respectivamente. A fin de limitar al máximo la superficie de apoyo de la
boca de la cámara sobre la muestra, y eliminar las perturbaciones térmicas que
pudiera acarrear su presencia, las paredes toman la forma de una cuña cuya
parte más aguzada alcanza un ancho de 2.0 cm y sobre el cual se aloja una
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MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 129
empaquetadura de apriete; esta empaquetadura tiene un ancho de 1.5 cm
aproximadamente. La profundidad de la cámara de medición es 0.56 metros.
3) Cámara fría
Es aquella donde se simula un ambiente frío (exterior). Las dimensiones de
la cámara fría son similares a las de la cámara caliente (de guarda), salvo en la
profundidad, que en este caso es de 64.5 cm. Es colocada simétricamente
respecto a la cámara de guarda, al otro lado de la probeta, de ésta forma la
probeta queda ubicada entre la cámara de guarda y la cámara fría.
Figura 6.o : “Disposición de las cámaras de medición, de guarda y fría que
constituyen la cámara térmica”
Fuente : Especificaciones Generales para la Construcción y Operación de una Cámara Térmica, basada
en la Nch 851, Marzo 1986
Probeta a ensayar
Cámara fría
Evaporador
Cámara de guarda
Anillo de guarda
Fluido de calor
Ventilador
CalefactorCompresor
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Figura 6.p: “Fotografía cámara de medición laboratorio PTM”
6.3.8.1 AISLACIÓN TÉRMICA DE LAS CÁMARAS
• Cámaras de guarda y fría Las paredes de las cámaras fría y de guarda, están formadas por dos placas
de contrachapado de 8 mm cada una, entre las cuales queda un espacio relleno
con lana de fibras de vidrio o cualquier otro aislante de similares o mejores
características. El interior de éstas cámaras se reviste con placas de
poliestireno expandido de 50 mm de espesor de alta densidad, el cual no es
necesario si la aislación básica es alta. Las placas de contrachapado van
atornilladas a una estructura de madera construida con piezas de 2x4”.
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• Cámara de medición
En la cámara de medición la estructura debe reducirse sólo a delgados
listones, empleados como escuadras para efectuar la unión encolada de las
placas de contrachapado, también de 8 mm, que determina sus paredes.
Entre las placas de contrachapado se deja un espacio aproximado de 10 cm,
relleno con el aislante seleccionado. El conjunto de 11.5 cm, presenta una
resistencia térmica nominal aproximada de 3.2 m2 x h x °C / kcal.
• Protección de las paredes
Para atenuar los intercambios por radiación, todas las paredes de la cámara
de medida, así como las paredes interiores de las cámaras mayores, se
revisten con una lámina de papel de aluminio.
Las pantallas que enfrentan la muestra en el área de medida y fría también
se encuentran revestidas con este papel.
• Empaquetaduras La aislación de las cámaras se completa dotando a los bordes que aprietan
sobre la muestra de empaquetaduras que aseguren un sello de aire adecuado.
Para tales efectos se utilizan bandas de espuma de caucho de 20 x 15 mm de
espesor. En la boca de las cámaras fría y de guarda, sobre un ancho de 11.5
cm, se colocan tres bandas; en la cámara de medida, una.
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CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 132
• Ajuste de las cámaras
Las cámaras fría y de guarda van montadas sobre bastidores de fierro que
poseen, a su vez, un sistema de ruedas que les permite deslizarse sobre rieles;
de ésta manera se eliminan los desplazamientos laterales y se produce un
acople perfecto entre las bocas de las cámaras. El apriete se consigue con la
ayuda de bastidores de fierro, que se apoyan en la cara posterior de las
cámaras y tirantes con hilo en sus extremos; los bastidores asoman por los
lados de las cámaras lo suficiente para que la presencia de muestras más
anchas de lo normal no impida la colocación de los cuatro tirantes, que se
distribuyen de a uno por cada esquina del conjunto; las tuercas de sus extremos
se aprietan por parejo, y hasta que las empaquetaduras muestren una
deformación tal que se aseguren la efectividad del sello.
La cámara de medida también se desplaza sobre rieles y se aprieta contra la
muestra, accionando un tornillo expansor que se ubica entre la cara posterior y
la pared de la cámara de guarda. La fuerza del tornillo se aplica en el centro de
la cara mediante un apoyo rotulado. Éste apoyo, como también el sistema de
ruedas, se debe mantener continuamente lubricado para disminuir las
posibilidades de un ajuste deficiente entre la empaquetadura y la muestra.
Después de apretar fuertemente la cámara se debe revisar la deformación de la
empaquetadura.
El acceso al tornillo se realiza a través de una puerta ubicada a un costado
de la cámara de guarda. Su espesor es igual al de la pared de la cámara más el
de una tapa que deja al exterior; ésta tapa, más grande que el agujero de la
pared, posee empaquetaduras que aíslan dicha abertura al apretar la puerta.
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CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 133
Casi en el centro de la puerta se ubica una ventanilla de observación de 20 x 10
cm.
La ventanilla se forma con cuatro vidrios simples distanciados a unos 3 cm
uno de otro. Para evitar posibles condensaciones del vapor de agua al
momento de sellar los espacios entre vidrios, se incorporan algunos gramos de
silicona en cada espacio.
En la pared posterior de la cámara fría se encuentra otra puerta, con
similares características de aislamiento.
En sí la cámara es similar a la especificada en la Nch 851 of.83, salvo por
los siguientes puntos:
a. Temperaturas de superficies
La cámara térmica de la UBB posee catorce termopares para medir
temperaturas en el lado caliente. En el lado frío, hay otros catorce termopares
opuestos a los del lado caliente.
b. Dispositivo para medir el flujo térmico La cámara térmica de la UBB posee un termopar en la cámara de medición y
otro en la cámara de guarda que indican la temperatura ambiente de éstas.
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CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 134
c. Temperatura del aire
La cámara térmica de la UBB, posee diez termopares a 65 mm de la
superficie de la probeta, que mide la temperatura del aire dentro de la cámara
de medición. La cámara fría tiene otros diez termopares opuestos a los del lado
caliente. Además las cámaras de medición, de guarda y fría poseen cada una
un termopar, para conocer su temperatura ambiente a cada instante del ensayo.
También existen dos termómetros de mercurio, uno en la cámara de guarda y
otro en la fría, visibles a través de ventanas vidriadas.
d. Ventilador
La cámara térmica de la UBB, no tiene anemómetros para medir la velocidad
del aire en las caras de la probeta.
6.3.8.2 COLOCACIÓN DEL ANILLO DE GUARDA EN LA CÁMARA
TÉRMICA Una vez construido el muro en el anillo de guarda, se asegura con listones
de 1x1” y se procede a sellar con silicona en todo el perímetro de la unión con
el anillo para evitar posibles flujos de aire entre la zona caliente y la zona fría.
A continuación, se procede a alinear el anillo de guarda entre las cámaras
frías y calientes, de tal forma que cuando estas se junten cierren perfectamente.
Lo anterior se refleja en la siguiente figura:
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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Figura 6.q “Alineamiento y cierre del anillo de guarda en la cámara de medición”
6.3.8.3 COLOCACION Y DISTRIBUCION DE LAS TERMOCUPLAS
Se distribuirán y colocarán termocuplas en ambos lados del muro que
contiene el anillo de guarda. Se colocaran 12 termocuplas en el muro las cuales
se distribuirán en 8 en las unidades de albañilería (ladrillo) y 4 auxiliares en el
mortero de pega, a demás existirán otras 12 termocuplas ubicadas en el aire
alineadas correctamente con las que posee el muro. Este procedimiento es
igual en ambos lados del muro (lado caliente y lado frío).
La distribución de las termocuplas debe ser similar a las que refleja la figura
6.t:
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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Figura 6.r “Colocación de termocuplas en la superficie del muro”
Figura 6.s “Termocuplas colocadas en el muro lado caliente”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
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Figura 6.t ”Distribución de termocuplas”
4
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
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6.3.8.4 PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN DEL ENSAYO TÉRMICO
• Ajustes previos de la cámara térmica
Listas las etapas anteriores, se procede a la ejecución del ensayo, no sin
antes verificar el correcto funcionamiento de las partes que componen el
equipo, tales como:
Fuente eléctrica de tensión estabilizada
Resistencias eléctricas
Ventiladores
Unidad de refrigeración y carga de gas
Empaquetadura aislantes
Sello de escotillas de las cámaras de guarda y fría
Termómetros de mercurio y ampolletas de iluminación
Termopares de alambre
Unidad de referencia de los termopares
Medidor de fuerza electromotriz (milivoltímetro)
Termómetro de cámara de medición y fría
Tablero de control
Luego de verificar los componentes se traza la distribución de las
termocuplas en el muro y por consiguiente se fijan los termopares al muro con
cinta adhesiva (huincha de enmascar). Antes de cerrar la cámara se debe
verificar que las termocuplas se encuentren en correcto funcionamiento y no
estén cortadas. Verificado todo lo anterior se precede a cerrar la cámara
térmica ajustando fuertemente las cámaras frías y calientes contra el panel.
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A sí se procede entonces a ajustar la cámara de medición contra la probeta
mediante un timón que se encuentra dentro de la cámara de guarda. Posterior a
esto se pone la escotilla de la cámara de guarda y sé aperna. Con esto
completamos el cierre de la cámara térmica.
Enseguida, se hace funcionar la cámara ajustando:
El termostato de la cámara de guarda (ambiente caliente).
El termostato de la unidad enfriadora (ambiente frío).
El voltaje de los calefactores de la cámara de medición.
La probeta se somete a las siguientes temperaturas de ensaye:
Temperatura interior = 35ºC
Temperatura exterior = 0ºC
6.3.8.5 MEDICIONES TÉRMICAS
Las mediciones se toman una vez alcanzado el régimen estacionario de las
temperaturas, para la cámara fría y caliente ( 0ºC y 35ºC respectivamente).
Para que este procedimiento sea más rápido se hace variar el voltímetro
calentando o enfriando el aire dentro de la cámara.
Una vez obtenido el régimen estacionario se efectúa la primera medición.
Todas las lecturas de milivolt, voltaje, intensidad de corriente y temperaturas
se anotan en los cuadros del registro de medición.
Para cada medición se utiliza una hoja de registro la cual contempla las
siguientes operaciones:
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1) Se calcula el mv promedio de la termopila (positivo o negativo) y se
anota en E.
2) Se anota la constante M = 8.3 (W/mv) del medidor de flujo.
3) Se calcula el flujo de calor en (W) que pasa a través del medidor de flujo
y se anota en MxE. 4) Se calcula el flujo de calor Vx I de los calefactores expresado en (W).
5) Se calcula el flujo de calor φ = VxI – MxE que atraviesa el área de
medición de la probeta expresado en (W).
6) Los mv se convierten a medidas de Tº multiplicándolos por la constante
C = 25.32 (C/mv).
6.3.7.6 METODOLOGÍA PARA DETERMINAR LOS DATOS TÉRMICOS Los resultados de los ensayos se calculan utilizando las fórmulas que se
presentan a continuación:
A) Cálculo De Transmitancia Térmica (“U”)
Donde:
φ : ( VxI – MxE ), (Watt), potencia eléctrica disipada (flujo térmico)
V : Voltaje promedio
I : Intensidad de corriente promedio
M : 8.3 (constante de la cámara)
E : Promedio de lecturas térmopila
U = φ / A ( tac – taf ) (W / m2ºK)
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A : Área de medición ( 0.72 m2)
tac : Temperatura promedio del aire lado caliente
taf : Temperatura promedio del aire lado frío
B) Cálculo De Conductancia Térmica (“C”)
Donde:
tsc : Temperatura promedio superficial lado caliente
tsf : Temperatura promedio superficial lado frío.
C) Cálculo De Transmitancia Superficial Interior (Hi)
D) Cálculo De Transmitancia Superficial Exterior (He)
6.3.9 ENSAYO DE PERMEABILIDAD
C = φ / A ( tsc – tsf ) (W / m2ºK)
hi = φ / A ( tac – tsc) (W / m2ºK)
he = φ / A ( tsf – taf) (W / m2ºK)
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
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A pesar de estar considerado como un ensayo complementario ya que no
esta contemplado como uno de los objetivos principales de esta investigación,
sin embargo, si es importante para el proyecto en el que este seminario se
enmarca, por esto se sometieron a este ensayo distintas probetas de albañilería
con las mismas características de las mencionadas para el ensayo mecánico a
corte diagonal.
En principio de este ensayo consiste en proyectar una cierta cantidad de
agua y una presión de aire en las condiciones definidas, sobre la superficie
exterior del muro de albañilería de ladrillo cerámico y comprobar de esta forma
las eventuales filtraciones de agua a través del muro.
Este ensayo se realizó con en el equipo de medición de permeabilidad de
ventanas (cámara de infiltración), que posee el laboratorio del Pabellón
tecnológico de la madera, de la Universidad del Bío-Bío. Las pruebas se
realizarán en conformidad a los procedimientos establecidos en la Norma
NCH2829 C2002, para determinar la clase de estanqueidad al agua de
fachadas.
El ensayo consiste en someter una sección representativa de la fachada a
una proyección de agua permanente, capaz de crear una película de agua
continua sobre toda la superficie, y simultáneamente a una presión estática de
aire gradualmente creciente. De este modo se registra la presión límite de
estanqueidad al agua, de acuerdo al programa de cargas que se señala en la
tabla siguiente:
Tabla 6.5: “Aumento Presión en el tiempo, Ensayo Permeabilidad”
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DIFERENCIAL DE PRESIÓN ENTRE LA CÁMARA Y EL EXTERIOR (PA)
DURACIÓN, MIN
0 15 50 5
100 5 150 5 200 5 300 5 400 5 500 5
Continuar con incrementos de 250 Pa como máximo hasta la presión máxima Pmáx requerida.
5 en cada nivel
El valor de Pmáx se debe especificar y precisar en cada caso dentro de las especificaciones del ensayo.
• Equipo De Ensayo
El equipo básico que se requiere para efectuar este ensayo es el siguiente:
1) Un cajón de dimensiones 1.2 x 1.0 m. con un boquete de acción de
0.50x050 m. En este boquete de acción se debe colocar el muro de
0.60x0.60 m. de albañilería de ladrillo cerámico. Se debe colocar gomas en
el perímetro del boquete acción para generar la estanqueidad necesaria al
momento de desarrollar el ensayo.
2) Un dispositivo que permita crear una diferencia de presión controlada entre
las caras de la probeta de albañilería de ladrillo.
3) Un dispositivo que permita establecer una variación rápida y controlada de la
diferencia de presión en los límites definidos, como lo son las válvulas que
regulan el sistema.
4) Un dispositivo proyector de agua permita aplicar una lámina continua sobre
la totalidad de la superficie de la probeta.
5) Aparatos para medir el caudal de agua proyectada.
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
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6) Un aparato para medir la diferencia de presión entre las dos caras de la
probeta
Figura 6.u “ Cámara de infiltración”
• Método De Rociado
El método de rociado, para aplicar el caudal de agua determinado, está
descrito en la norma UNE 85-206-81 y consiste en que:
El agua utilizada para este método debe provenir de un sistema rectangular
de inyectores, como indican las figuras 6.v y 6.w. Cada inyector debe producir
un chorro piramidal de base cuadrada, sobre la superficie de la probeta.
Los inyectores deben estar fijos a un soporte rígido, para asegurar que
permanecen en un plano horizontal. La probeta debe estar situada de tal forma
que una hilera de los inyectores esté al mismo nivel que el travesaño superior
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CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 145
de la muestra y el resto de la muestra esté enteramente mojada por los otros
inyectores.
Los inyectores se sitúan aproximadamente a 30cm del plano de la probeta
para así generar la lámina de agua sobre toda su superficie.
Figura 6.v: “Planta de Reja de Inyectores para el Ensayo”
Figura 6.w: “Distribución de los rociadores para el ensayo de estanqueidad al agua”
X : Representa la ubicación de los rociadores.
≈ 30 cm
Prob
eta a
ensa
yar
1.1 1.2 1.31.4
1.5 1.6 1.7 1.8
1.9 1.10 1.11 1.12
700 mm
700 mm
700 mm
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6.3.9.1 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
• Previo a la ejecución:
La confección y curado de las probetas es de forma similar a lo señalado
para el ensayo mecánico de corte diagonal, sin embargo estas pueden ser
curadas a la mitad del tiempo de las sometidas al ensayo mecánico descrito
anteriormente.
1) Se deben acopiar las probetas en lugar del equipo de ensayo
2) Para colocar las probetas dentro de la cámara de infiltración se utiliza una
traspaleta para levantar la probeta.
3) Se prende el compresor para acumular el aire necesario para ejercer las
presiones.
4) Luego, se coloca la probeta sobre una plataforma móvil, que desplazara esta
al área de medición.
5) Posteriormente se colocan los elementos de sujeción de las probetas en sus
cuatro extremos, estos elementos poseen hilo para ir ajustando y
presionando la probeta contra el área de medición
6) Al colocar las probetas en la posición de ensayo, se deben prensar contra el
boquete.
7) Posteriormente se deben sellar las probetas en su perímetro con silicona.
8) Colocar por todos los lados del muro polietileno para evitar filtraciones por los
costados de este.
9) Alineamiento de las boquillas.
10) Por último, se deben verificar los siguientes datos:
Se anotarán las temperaturas del aire del laboratorio y del aire del cajón y se
indicarán en el informe.
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CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 147
Verificar el adecuado funcionamiento del dispositivo de rociado.
La temperatura del agua utilizada en el cajón debe mantenerse entre +8°C y
+25°C.
La tensión superficial del agua no debe ser inferior a 60 *10-3 N/m
verificándose con un aparato apropiado.
El dispositivo de rociado está regulado para proyectar un caudal de
aproximadamente 2 L/m2 por minuto, sobre la superficie a ensayar, en el
caso de las probetas el agua entregada a ellas será de 95 lt/hr.
Figura 6.x “Probeta lista para ser ensayada”
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• En la ejecución
El ensayo se comienza, inyectando la cantidad de agua antes determinada a
cero pascales de diferencia de presión entre el interior y el exterior por los
primeros 15 minutos, para luego ir aumentando cada 5 minutos la diferencia de
presión, como se indica en la tabla 6.5.
En los primeros 7 a 8 minutos la cámara de infiltración se mantiene abierta
por si el ensayo culmina antes de lo previsto, de no ser así se cierra para
generar la presión necesaria.
Cada vez que vayan pasando los periodos de tiempo con sus
correspondientes presiones se anota en un registro si pasa o si no pasa agua.
Ver tabla 6.6
TABLA 6.6: “Registro de Mediciones De Estanqueidad”
Etapa Período (Min.) Caudal (lts/hr) Presión (Pa) Observaciones
1 15 95 0
2 5 95 50
3 5 95 100
4 5 95 200
5 5 95 300
6 5 95 400
7 5 95 500
8 5 95 750
9 5 95 1000
10 5 95 >1500
Finalmente se registra la presión para la cual se produce la infiltración y el
momento cuando ésta aparece, con lo que se determina el límite de
estanqueidad de la fachada (presión correspondiente al nivel inmediatamente
inferior al cual se produce la infiltración).
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6.4 RESULTADOS OBTENIDOS EN LA ETAPA EXPERIMENTAL
6.4.1 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE GRANULOMETRIA Y HUMEDAD DE LA ARENA
6.4.1.1 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO TABLA 6.9 : “Granulometría arena Bio-Bio”.
TAMICES ASTM (N°)
Preferida (mm)
GRAMOS RETENIDOS
% RETENIDO PARCIAL
% RETENIDO
ACUMULADO
% ACUMULADO
QUE PASA
3/8” 10 0 0 0 100 4 5 2.84 0.55 0.55 99.45 8 2.5 19.12 3.71 4.26 95.74 16 1.25 120.21 23.33 27.59 72.41 30 0.63 250.33 48.59 76.18 23.82 50 0.315 113.14 21.96 98.14 1.86 100 0.16 8.65 1.67 99.81 0.19 R R 0.9 0.19 100 0
TOTAL 515.19 MODULO DE
FINURA 3.07
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GRÁFICO 6.b : “Curva granulométrica arena Bio-Bio”.
CURVA GRANULOMÉTRICA ARENA BÍO-BÍO
-20
0
20
40
60
80
100
120
R 0,16 0,315 0,63 1,25 2,5 5 10
Tamices (mm)
% A
cum
ulad
o qu
e pa
sa
Granulometría Arena Bío-Bío
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6.4.2 RESULTADO DE LOS ENSAYOS A COMPRESION DE PRISMAS DE ALBAÑILERIA
Solución Nª 1
Espesor del mortero de pega 20 mm Fecha construcción de los prismas 01/08/03 Fecha inicio ensayo 13/11/03
Edad del Altura Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistenciaprisma cm cm cm Transversal Ruptura PrismaticaN° de proveta
días Ue
(sin Huecos) Kgf 1 72 52.0 29.0 14.0 6150 216 43221.8 20 2 72 51.5 29.0 14.0 6100 216 30172.4 14 3 72 51.5 29.0 14.0 6200 216 40623.2 18.8 4 72 52.8 29.0 14.0 5060 216 39613.8 18.3 5 72 52.5 29.0 14.0 5550 216 36781.2 17
Promedios 72 52.06 29.0 14.0 5812 216 38082.4 17.6 Resistencia Promedio a la Compresión X 17.6 Resistencia Mayor a la Compresión X5 20 Resistencia Menor a la Compresión X1 14 Resistencia Basica a la Compresión ƒ m` 15 Figura y, “Fisura típica ensayos a compresión Prisma con espesor de mortero de pega 20 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 152
Solución Nª2 Espesor del mortero de pega 15 mm Fecha construcción de los prismas 12/09/03 Fecha inicio ensayo 13/11/03
Edad del Altura Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistenciaprisma cm cm cm Transversal Ruptura PrismaticaN° de proveta
días
Ue
(sin Huecos) Kgf 1 62 50.1 29.0 14.0 5260 215.992 41179.5 19.1 2 62 50.2 29.0 14.0 5000 215.992 39144.1 18.1 3 62 50.4 29.0 14.0 4900 215.992 38361.2 17.8 4 62 50.2 29.0 14.0 3200 215.992 25052.2 11.6 5 62 49.8 29.0 14.0 4500 215.992 35229.6 16.3
Promedios 62 50.1 29.0 14.0 4572 215.992 35793.3 16.6 Resistencia Promedio a la Compresión X 16.6 Resistencia Mayor a la Compresión X5 19.1 Resistencia Menor a la Compresión X1 11.6 Resistencia Basica a la Compresión ƒ m` 13.4
Figura 6.z, “Fisura típica ensayos a compresión Prisma con espesor de mortero de pega 15 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 153
Solución Nª3 Espesor del mortero de pega 10 mm Fecha construcción de los prismas 26/09/03 Fecha inicio ensayo 14/11/03
Edad del Altura Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistenciaprisma cm cm cm Transversal Ruptura PrismaticaN° de proveta
días
Ue
(sin Huecos) Kgf 1 50 52.0 29.0 14.0 3512 215.992 27494.8 12.7 2 50 51.5 29.0 14.0 5332 215.992 41743.2 19.3 3 50 51.5 29.0 14.0 4460 215.992 34916.5 16.2 4 50 52.8 29.0 14.0 4000 215.992 31315.2 14.5 5 50 52.5 29.0 14.0 4722 215.992 36967.6 17.1
Promedios 50 52.06 29.0 14.0 4405.2 215.992 34487.5 16.0 Resistencia Promedio a la Compresión X 16.0 Resistencia Mayor a la Compresión X5 19.3 Resistencia Menor a la Compresión X1 12.7 Resistencia Basica a la Compresión ƒ m` 13.1 Figura 6.a.a, “Fisura típica ensayos a compresión Prisma con espesor de mortero de pega 10 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 154
Solución Nª4 Espesor del mortero de pega 5 mm Fecha construcción de los prismas 04/11/03 Fecha inicio ensayo 14/11/03
Edad del Altura Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistenciaprisma cm cm cm Transversal Ruptura PrismaticaN° de proveta
días
Ue
(sin Huecos) Kgf 1 40 52.0 29.0 14.0 2960 215.992 23173.3 10.7 2 40 51.5 29.0 14.0 4780 215.992 37421.7 17.3 3 40 51.5 29.0 14.0 4320 215.992 33820.5 15.7 4 40 52.8 29.0 14.0 3960 215.992 31002.1 14.4 5 40 52.5 29.0 14.0 2950 215.992 23095.0 10.7
Promedios 40 52.06 29.0 14.0 3794 215.992 29702.5 13.8 Resistencia Promedio a la Compresión X 13.8 Resistencia Mayor a la Compresión X5 17.3 Resistencia Menor a la Compresión X1 10.7 Resistencia Basica a la Compresión ƒ m` 10.9
Figura 6.b.b, “Fisura típica ensayos a compresión Prisma con espesor de mortero de pega 5 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 155
6.4.3 RESULTADO DE LOS ENSAYOS A CORTE DIAGONAL DE MURETES DE ALBAÑILERIA
Solución Nª1
Espesor del mortero de pega : 20 mm Fecha construcción de los prismas :05,08/09/03Fecha inicio ensayo : 18/12/03
Edad del Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistencia prisma Aristas (cm) µe Diagonal Ruptura Prismatica
N° de proveta
(días) (cm) (cm2) (Kgf) (Mpa) 1 104 62.0 14.0 2270 1228 16532 1.3 2 104 62.0 14.0 2580 1228 18790 1.5 3 104 62.0 14.0 2580 1228 18790 1.5 4 101 62.0 14.0 2200 1228 16023 1.3 5 101 62.0 14.0 2110 1228 15367 1.3
Promedios 103 62.0 14.0 2348 1228 17100 1.4
Cuadro resumen
Longitud Diaginal Promedio del Murete (L) 87.7 Espesor promedio del Murete (e) 14.0 Area sección Diaginal Promedio del Murete (A) 1228 Carga Promedio de Ruptura (P) 17100 Resistencia Basica al Corte (Rbc) 1.4
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 156
Figura 6.c.c “Murete con espesor de mortero de pega 20 mm listo para el ensayo a corte diagonal”
Figura 6.d.d “Falla al corte del murete de albañilería espesor de mortero de pega 20 mm”
Figura 6.e.e “Falla combinada al corte y adherencia del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 20 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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Solución Nª2 Espesor del mortero de pega 15 mm Fecha construcción de los prismas 1,8,14/11/03Fecha inicio ensayo 18/12/03
Cuadro Resumen
Longitud Diaginal Promedio del Murete (L) 105.8 Espesor promedio del Murete (e) 14.0 Area sección Diaginal Promedio del Murete (A) 1481 Carga Promedio de Ruptura (P) 11857 Resistencia Basica al Corte (Rbc) 0.8
Figura 6.f.f “Falla a la adherencia del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 15 mm”
Edad del Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistencia prisma Aristas (cm) µe Diagonal Ruptura Prismatica
N° de proveta
(días) (cm) (cm2) (Kgf) (Mpa) 1 56 74.8 14.0 2080 1481 15149 1.0 2 56 74.8 14.0 1620 1481 11798 0.8 3 56 74.8 14.0 1050 1481 7647 0.5 4 48 74.8 14.0 1770 1481 12891 0.9 5 42 74.8 14.0 1620 1481 11798 0.8
Promedios 52 74.8 14.0 1628 1481 11857 0.8
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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Figura 6.g.g “Falla Típica al corte del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 15 mm”
Figura 6.h.h “Falla combinada al corte y adherencia del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 15 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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Solución Nª3
Espesor del mortero de pega : 10 mm Fecha construcción de los prismas :4,14/10/03 Fecha inicio ensayo : 24/12/03
Edad del Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistenciaprisma Aristas (cm) µe Diagonal Ruptura Prismatica
N° de proveta
(días) (cm) (cm2) (Kgf) (Mpa) 1 50 72.5 14.0 1334 1435 9716 0.7 2 50 72.5 14.0 1380 1435 10051 0.7 3 50 72.5 14.0 1400 1435 10196 0.7 4 40 72.5 14.0 1110 1435 8084 0.6 5 40 72.5 14.0 950 1435 6919 0.5
Promedios 46 72.5 14.0 1234.8 1435 8993 0.6
Cuadro Resumen
Longitud Diaginal Promedio del Murete (L) 102.5 Espesor promedio del Murete (e) 14.0 Area sección Diaginal Promedio del Murete (A) 1435 Carga Promedio de Ruptura (P) 8993 Resistencia Basica al Corte (Rbc) 0.6
Figuras 6.i.i y 6.j.j “Falla combinada al corte y adherencia del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 10 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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Figura 6.k.k “Falla a la adherencia del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 10 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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Solución Nª4
Espesor del mortero de pega : 5 mm Fecha construcción de los prismas :7,8/11/03 Fecha inicio ensayo : 18/12/03
N° Edad del Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistencia de proveta prisma Aristas (cm) µe Diagonal Ruptura Prismatica
(días) (cm) (cm2) (Kgf) (Mpa) 1 42 70.5 14.0 1900 1396 13838 1.0 2 42 70.5 14.0 1398 1396 10182 0.7 3 42 70.5 14.0 1536 1396 11187 0.8 4 41 70.5 14.0 2000 1396 14566 1.0 5 41 70.5 14.0 2400 1396 17479 1.3
Promedios 42 70.5 14.0 1846.8 1396 13450 1.0
Cuadro resumen
Longitud Diaginal Promedio del Murete (L) 99.7 Espesor promedio del Murete (e) 14.0 Area sección Diaginal Promedio del Murete (A) 1396 Carga Promedio de Ruptura (P) 13450 Resistencia Basica al Corte (Rbc) 1.0 Figura 6.l.l “Falla combinada al corte y adherencia del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 5 mm”
Figura 6.m.m “Falla al corte del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 5 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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6.4.4 RESULTADO DE LOS ENSAYOS TERMICOS A PROBETAS DE ALBAÑILERIA
Solución Nª1
Espesor del mortero de pega 20 mm Fecha construcción muro 17/09/03
TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº MEDICION DIA HORA
U (W/M2ºC) C (W/M2ºC) HI (W/M2ºC) He (W/M2ºC) 1 08/10/03 12°° 2.25 4.20 9.44 9.90 2 08/10/03 14°° 2.27 4.14 10.25 9.83 3 08/10/03 16°° 2.25 4.10 9.19 10.90 4 09/10/03 10°° 2.18 3.96 9.32 10.16 5 09/10/03 12°° 2.26 4.07 9.41 11.01 6 09/10/03 14°° 2.16 3.99 9.38 9.48 7 09/10/03 16°° 2.04 3.93 9.36 7.80 8 09/10/03 18°° 2.11 3.89 9.09 9.31 9 10/10/03 10°° 2.16 3.86 10.30 9.41
10 10/10/03 12°° 2.17 3.79 10.05 10.33 PROMEDIOS 2.19 3.99 9.58 9.81
MEDICIÓN MAS PROXIMA AL PROMEDIO TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº
MEDICION DIA HORA U (W/M2ºC) C (W/M2ºC) HI (W/M2ºC) He (W/M2ºC)
4 09/10/03 10°° 2.18 3.96 9.32 10.16 Figura 6.n.n “Probeta de albañilería Para ensayo térmico con espesor de mortero de pega 20 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 163
Solución Nª2
Espesor del mortero de pega 15 mm Fecha construcción muro 19/09/03
TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº MEDICION DIA HORA
U (W/M2ºC) C (W/M2ºC) HI (W/M2ºC) He (W/M2ºC) 1 03/10/03 14°° 2.09 3.75 8.96 9.93 2 03/10/03 16°° 2.09 3.72 9.00 10.10 3 03/10/03 18°° 2.06 3.69 8.93 9.72 4 04/10/03 10°° 2.07 3.77 9.12 9.19 5 04/10/03 12°° 2.04 3.72 8.97 9.17 6 04/10/03 14°° 2.03 3.69 9.01 9.12 7 04/10/03 16°° 2.06 3.68 9.03 9.66 8 04/10/03 18°° 2.04 3.69 9.00 9.28 9 05/10/03 10°° 2.15 3.76 9.10 11.09 10 05/10/03 12°° 2.15 3.76 9.10 11.09
PROMEDIOS 2.08 3.72 9.02 9.83
MEDICIÓN MAS PRÓXIMA AL PROMEDIO TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº
MEDICION DIA HORA U (W/M2ºC) C (W/M2ºC) HI (W/M2ºC) He (W/M2ºC)
4 04/10/03 10°° 2.07 3.77 9.12 9.19 Figura 6.ñ.ñ “Probeta para ensayo térmico con espesor de mortero de pega 15 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 164
Solución Nª3
Espesor del mortero de pega 10 mm Fecha construcción muro 25/09/03
TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº MEDICION DIA HORA
U (W/M2ºC) C (W/M2ºC) HI (W/M2ºC) He (W/M2ºC) 1 15/10/03 14°° 1.98 3.66 8.54 8.65 2 15/10/03 16°° 1.94 3.65 8.52 8.15 3 15/10/03 18°° 1.98 3.65 8.14 9.18 4 16/10/03 10°° 1.97 3.64 8.33 8.76 5 16/10/03 12°° 1.94 3.63 8.41 8.18 6 16/10/03 14°° 1.96 3.66 8.19 8.77 7 16/10/03 16°° 1.99 3.72 8.27 8.88 8 16/10/03 18°° 2.01 3.51 10.17 8.73 9 17/10/03 10°° 1.90 3.50 8.22 8.46
10 17/10/03 12°° 1.91 3.50 8.16 8.76 PROMEDIOS 1.96 3.61 8.50 8.65
MEDICIÓN MAS PROXIMA AL PROMEDIO TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº
MEDICION DIA HORA U (W/M2ºC) C (W/M2ºC) HI (W/M2ºC) He (W/M2ºC)
6 16/10/03 14°° 1.96 3.66 8.19 8.77 Figura 6.o.o “Probeta para ensayo térmico con espesor de mortero de pega 10 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 165
Solución Nª4
Espesor del mortero de pega 5 mm Fecha construcción muro 29/09/03
TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº MEDICION DIA HORA
U (W/M2ºC) C (W/M2ºC) HI (W/M2ºC) He (W/M2ºC) 1 30/10/03 8°° 1.80 3.18 7.89 8.86 2 30/10/03 10°° 1.79 3.18 7.53 8.86 3 30/10/03 12°° 1.77 3.17 7.60 8.53 4 30/10/03 14°° 1.77 3.17 7.70 7.70 5 30/10/03 16°° 1.81 3.18 7.65 8.26 6 30/10/03 18°° 1.85 3.20 7.52 8.41 7 31/10/03 10°° 1.78 3.17 7.72 8.82 8 31/10/03 12°° 1.82 3.19 7.60 7.94 9 31/10/03 14°° 1.81 3.19 7.82 8.41
10 31/10/03 16°° 1.80 3.18 7.50 8.49 PROMEDIOS 1.80 3.18 7.65 8.43
Medición mas proxima al promedio TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº
MEDICION DIA HORA U (W/M2ºC) C (W/M2ºC) HI (W/M2ºC) He (W/M2ºC)
10 31/10/03 16°° 1.80 3.18 7.50 8.49 Figura 6.p.p “Probeta para ensayo térmico con espesor de mortero de pega 5 mm”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 166
6.4.5 RESULTADO DE LOS ENSAYOS DE PERMEABILIDAD A PROBETAS DE ALBAÑILERIA
Solución Nª1
Espesor del mortero de pega 20 mm Fecha construcción de las Provetas 08/09/03 Fecha inicio ensayo 26/11/03
Periodo Caudal Presión Etapa
(Min) (lts/hr) (Pa) Observaciones
1 15 95 0 No paso Agua 2 5 95 50 No paso Agua 3 5 95 100 No paso Agua 4 5 95 200 Paso agua 5 5 95 300 6 5 95 400 7 5 95 500 8 5 95 750 9 5 95 1000
10 5 95 >1500 Figura 6.q.q “Probeta de albañilería con espesor de mortero de pega 20 mm sometida al ensayo de permeabilidad”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 167
Solución Nª2
Espesor del mortero de pega 15 mm Fecha construcción de las Provetas 01/11/03 Fecha inicio ensayo 08/12/03
Periodo Caudal Presión Etapa
(Min) (lts/hr) (Pa) Observaciones
1 15 95 0 Paso agua 2 5 95 50 3 5 95 100 4 5 95 200 5 5 95 300 6 5 95 400 7 5 95 500 8 5 95 750 9 5 95 1000
10 5 95 >1500 Figura 6.r.r “Probeta de albañilería con espesor de mortero de pega 15 mm sometida al ensayo de permeabilidad”
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 168
Solución Nª3
Espesor del mortero de pega 10 mm Fecha construcción de las Provetas 14/10/03 Fecha inicio ensayo 26/11/03
Periodo Caudal Presión Etapa
(Min) (lts/hr) (Pa) Observaciones
1 15 95 0 No paso Agua 2 5 95 50 No paso Agua 3 5 95 100 No paso Agua 4 5 95 200 No paso Agua 5 5 95 300 Paso agua 6 5 95 400 7 5 95 500 8 5 95 750 9 5 95 1000
10 5 95 >1500
Figura 6.s.s “Probeta de albañilería con espesor de mortero de pega 10 mm sometida al ensayo de permeabilidad”
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MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
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Solución Nª4
Espesor del mortero de pega 5 mm Fecha construcción de las Provetas 07/11/03 Fecha inicio ensayo 14/12/03
Periodo Caudal Presión Etapa
(Min) (lts/hr) (Pa) Observaciones
1 15 95 0 Paso agua 2 5 95 50 3 5 95 100 4 5 95 200 5 5 95 300 6 5 95 400 7 5 95 500 8 5 95 750 9 5 95 1000
10 5 95 >1500
Figura 6.t.t “Probeta de albañilería con espesor de mortero de pega 5 mm sometida al ensayo de permeabilidad”
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6.5 ANALISIS DE LOS RESULTADOS En este punto se analizaron los resultados más incidentes para la presente
investigación y que forman parte integral de los objetivos trazados para el
proyecto en que este seminario se enmarca.
6.5.1 ENSAYOS MECANICOS Para hacer un análisis de estos ensayos se tomaron como referencia
parámetros establecidos en la normativa nacional vigente, así como también
estudios hechos referente al tema en anteriores seminarios que dieron origen a
la presente investigación.
Los ensayos mecánicos se analizaron conforme a lo establecido en la NCh
1928 Of. 93 “Albañilería Armada – requisitos para el Diseño y calculo” y la Tesis
de Grado “Influencia Del Mortero De Pega En El Comportamiento Térmico Y
Mecánico De Las Albañilerías De Ladrillos Cerámicos Hechos A Maquina”
,[Castro, 2002], en donde se establecieron valores de resistencias mecánicas
para la misma cantidad de espesores utilizados en la presente investigación
pero con un ladrillo de menor escuadría (TRE 29x14x7.1).
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6.5.1.1 RESISTENCIA A LA COMPRESION DE PRISMAS DE ALBAÑILERIA
Los resultados obtenidos en el ensayo a compresión de prismas de
albañilería se comparan a continuación en un gráfico con los valores exigidos
por norma para albañilería armada y con los valores obtenidos en la tesis de
grado antes mencionada, donde a diferencia de esta investigación se utilizo un
ladrillo considerado de baja escuadría (TRE de Industrias Princesa S.A.). Grafico 6.c “Comparación de valores de Resistencia a la compresión de prismas
de albañilería V/S Resistencia Exigida por Norma”
"Resistencia obtenida v/s Resistencia Exigida por Norma"
20.7 21.1
18.4
11 11 11 11
17.6
13.816.016.6
21.2
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
20 15 10 5Espesor del Mortero de Pega
Rbc
(MPa
)
Resistencia Promedio (Ladrillo GTRE)(Mpa)Resistencia Promedio (Ladrillo TRE)(Mpa)Resistencia Exigida Por Norma (Mpa)
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CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 172
Del gráfico anterior se pueden desprender dos tipos de análisis, uno
referente a lo exigido por la norma para la presente investigación y otro
referente a la comparación con la utilización de un ladrillo de alta escuadría
(GTRE 29x14x11.3) con otro de baja escuadría (TRE 29x14x7.1):
• Análisis de comparación referente a la exigencia por norma v/s los
resultados obtenidos en la presente investigación: Todos los resultados obtenidos con la utilización de diferentes espesores de
mortero de pega cumplieron a cavalidad con los requisitos exigidos para
albañilería armada, en lo que se refiere a la compresión de prismas de
albañilería cuyo requisito mínimo es de 11 Mpa.
Lo anterior se refleja en la siguiente tabla
TABLA 6.7: ”Porcentaje de cumplimiento de los valores exigidos a la
compresión por NCh 1928 Of. 93”
Espesor del Mortero de Pega % de cumplimiento
20 160
15 151
10 145
5 125
De la tabla anterior se puede dilucidar que ni siquiera el espesor menor de
mortero de pega (5 mm) queda fuera del requisito mínimo exigido por norma.
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• Análisis de comparación referente a los resultados obtenidos en la
presente investigación con un ladrillo de alta escuadría v/s resultados
obtenidos con otro ladrillo de menor escuadría:
En la siguiente tabla queda a la vista la comparación de resultados para los
dos tipos de albañilerías:
TABLA 6.8: “Comparación de resultados Albañilería con Ladrillo GTRE v/s
Albañilería con ladrillo TRE para el ensayo a compresión de prismas de
albañilería”
Espesor del Mortero de Pega Comparación
20 Bajo 20%
15 Bajo 20%
10 Bajo 24%
5 Bajo 25%
La tabla refleja que los valores alcanzados para los espesores de mortero de
pega 20, 15, 10 y 5 mm con ladrillo GTRE bajaron de un 25 a un 20 %,
procentajes que son menores en comparación a la utilización de ladrillo TRE
con estos mismos espesores, esto puede ser debido a los siguientes factores:
Diferencia de dimensiones en la altura en comparación entre ambos
ladrillos. Diferencia en la mano de obra que ejecuto el trabajo Mala calidad del ladrillo GTRE en comparación con el TRE. Mala calidad de los materiales utilizados (cemento, arena y agua). Otros.
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CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 174
6.5.1.2 RESISTENCIA AL CORTE DE MURETES DE ALBAÑILERIA Al igual que el análisis anterior, los resultados obtenidos en el ensayo a corte
diagonal de muretes de albañilería se comparan a continuación en un gráfico
con los valores exigidos por norma para albañilería armada y con los valores
obtenidos en la tesis de grado antes mencionada, donde a diferencia de esta
investigación se utilizo un ladrillo considerado de baja escuadría (TRE de
Industrias Princesa S.A.).
Grafico 6.d “Comparación de valores de Resistencia al Corte Diagonal de
Muretes de albañilería V/S Resistencia Exigida por Norma”
"Resistencia obtenida v/s Resistencia Exigida por Norma"
1.7
1.5 1.5
1.1
0.8
1.0
0.6
1.4
0.6 0.60.60.6
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
20 15 10 5
Espesor del Mortero de Pega
Rbc
(MPa
)
Resistencia Promedio(Ladrillo GTRE) (Mpa)Resistencia Promedio(Ladrillo TRE) (Mpa)Resistencia Exigida PorNorma (Mpa)
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• Análisis de comparación referente a la exigencia por norma v/s los
resultados obtenidos en la presente investigación: En este ensayo y al igual que el ensayo de compresión de prismas de
albañilería todos los resultados obtenidos con la utilización de diferentes
espesores de mortero de pega cumplieron a cavalidad con los requisitos
exigidos para albañilería armada, en lo que se refiere corte diagonal de muretes
de albañilería cuyo requisito mínimo es de 0.6 Mpa.
Lo anterior se refleja en la siguiente tabla
TABLA 6.9: ”Porcentaje de cumplimiento de los valores exigidos al corte
diagonal por NCh 1928 Of. 93”
Espesor del Mortero de Pega % de cumplimiento
20 233
15 133
10 100
5 167
De la tabla anterior se puede dilucidar que el resultado más desfavorable,
pero que cumplió con la expectativa de exigencia mínima fue el murete
sometido a ensayo con espesor de 10 mm.
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• Análisis de comparación referente a los resultados obtenidos en la
presente investigación con un ladrillo de alta escuadría v/s resultados
obtenidos con otro ladrillo de menor escuadría:
En la siguiente tabla quedan a la vista la comparación de resultados para los
dos tipos de albañilerías con distintos tipos de ladrillos e igual rango de espesor
de mortero de pega:
TABLA 6.10: “Comparación de resultados Albañilería con Ladrillo GTRE v/s
Albañilería con ladrillo TRE para el ensayo a corte diagonal de muretes de
albañilería”.
Espesor del Mortero de Pega Comparación
20 Bajo 18%
15 Bajo 47%
10 Bajo 60%
5 Bajo 9%
La tabla refleja que en este ensayo se produjo una baja en todos los valores
de resistencia al corte correspondiente a cada espesor de mortero de pega con
ladrillo GTRE, los cuales señalan una baja de un 60% a un 9% respectivamente
en comparación a la utilización de ladrillo TRE con estos mismos espesores,
esto puede ser debido a los mismos factores antes mencionados para el ensayo
de compresión.
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6.5.2 TRANSMITANCIA TERMICA DE PROVETAS DE ALBAÑILERIA Las cuatro soluciones planteadas se analizaron respecto de dos factores
determinantes en esta investigación, el primero es la nueva entrada en vigencia
de la Segunda Etapa de la Reglamentación Térmica que ya cuenta con dos
propuestas entregadas al Instituto de la Construcción a mediados del año 2003
y que situara valores de transmitancia térmica para las distintas zonas en que
se divide el país. El segundo análisis se hará mediante una comparación de los
resultados obtenidos en la Tesis de Grado “Influencia Del Mortero De Pega En
El Comportamiento Térmico Y Mecánico De Las Albañilerías De Ladrillos
Cerámicos Hechos A Maquina”, [Castro, 2002], en donde se establecieron
valores de transmitancia térmica para la misma cantidad de espesores
utilizados en la presente investigación pero con un ladrillo de menor escuadría
(TRE 29x14x7.1).
• Análisis de resultados obtenidos en la presente investigación v/s
Propuestas de valores de transmitancia planteadas para las distintas
zonas del país: TABLA 6.11: “Propuesta 2ª Etapa Reglamentación Térmica”
Muro
Opción A Opción B Valor Promedio U Rt U Rt U Rt
Zona
Localidad Representativa
W/m2K m2K/W W/m2K m2K/W W/m2K m2K/W 1 Arica, Antofagasta 4,30 0,23 4,00 0,25 4,15 0,24
2 Ovalle, Valparaíso 3,10 0,33 1,80 0,56 2,45 0,45
3 Providencia, Ñuñoa 2,10 0,48 1,50 0,67 1,80 0,58 4 Concepción, Talcahuano 1,90 0,53 1,30 0,77 1,60 0,65 5 Temuco, Victoria 1,80 0,63 1,10 0,91 1,45 0,77 6 Pto.Montt, Ancud 1,30 0,83 1,10 0,91 1,20 0,87 7 Pta Arenas, Aisén 0,80 1,25 0,60 1,67 0,70 1,46
Fuente: Instituto de la Construcción, marzo 2003
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En la tabla anterior se muestran los valores promedios de transmitancia de
ambas propuestas con los cuales se puede evaluar los resultados obtenidos en
esta investigación para las cuatro soluciones planteadas en el siguiente gráfico:
Grafico 6.e “Valores de transmitancia obtenidos para las cuatro soluciones
planteadas v/s valores promedio de U exigidos por ambas propuestas”
"VALORES PROMEDIOS TRANSMITANCIA PROPUESTAS V/S VALORES OBTENIDOS"
4.15
2.45
1.61.45
1.2
0.7
2.18 2.18 2.18 2.18 2.18 2.18 2.182.07 2.07 2.07 2.07 2.07 2.07 2.071.96 1.96 1.96 1.96 1.96 1.96 1.961.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8
1.81.8
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Arica Antofagasta
Ovalle Valparaíso
Providencia Ñuñoa
Concepción Talcahuano
Temuco Victoria
Puerto Montt Ancud
Punta Arenas Aisén ZONA
U (W
/m2K
)
Transmitancia Promedio "U" W/m2KTransmitancia Solución 1 Espesor 20 mm Mortero de pegaTransmitancia Solución 2 Espesor 15 mm Mortero de pegaTransmitancia Solución 3 Espesor 10 mm Mortero de pegaTransmitancia Solución 4 Espesor 5 mm Mortero de pega
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Del gráfico anterior se puede deducir la aceptabilidad de los resultados
obtenidos para las cuatro soluciones respecto de los valores promedios para
cada zona de ambas propuestas el cual se refleja en la siguiente tabla:
TABLA 6.12: “Aceptabilidad de valores obtenidos para las cuatro soluciones
conforme a los requisitos de transmitancias promedios de ambas propuestas
para las 7 zonas”
Zona Solución 1 Mortero de pega
e=20 mm (U=2.18)
Solución 2 Mortero de pega
e=15 mm (U=2.07)
Solución 3 Mortero de pega
e=10 mm (U=1.96)
Solución 4 Mortero de pega
e=5 mm (U=1.8)
1.- Arica, Antofagasta Valor aceptable Valor aceptable Valor aceptable Valor aceptable
2.- Ovalle, Valparaíso Valor aceptable Valor aceptable Valor aceptable Valor aceptable
3.- Providencia, Ñuñoa - - - Valor aceptable
4.- Concepción, Talcahuano
- - - -
5.- Temuco, Victoria
- - - -
6.- Pto.Montt, Ancud
- - - -
7.- Pta Arenas, Aisén
- - - -
En resumen, los valores obtenidos en esta investigación se encuentran
dentro de los valores promedios permisibles de transmitancia térmica en dos
zonas con las cuatro soluciones propuestas y en tres zonas con la solución N°4.
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• Análisis de comparación de valores de transmitancia obtenidos en la
presente investigación con un ladrillo de alta escuadría v/s resultados
obtenidos con otro ladrillo de menor escuadría:
Para comparar el comportamiento térmico de la soluciones propuestas para
esta investigación con un ladrillo de alta escuadría (GTRE) v/s el
comportamiento térmico de soluciones propuestas con un ladrillo de baja
escuadría (TRE) se ha diseñado el siguiente gráfico:
Grafico 6.f“Comparación de valores de transmitancia con distintos tipos de
ladrillos v/s espesor del mortero de pega”
"VALORES DE TRANSMITANCIA V/S ESPESOR DEL MORTERO DE PEGA"
2.402.22
2.071.90
2.182.07
1.961.8
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 5 10 15 20 25
ESPESOR DEL MORTERO DE PEGA
U (W
/m2K
)
U w/m2ºc (Ladrillo TRE) U w/m2ºc (Ladrillo GTR)
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Del gráfico anterior se puede visualizar que a medida que disminuye el
espesor de mortero de pega, disminuye también el valor de transmitancia
térmica para ambos tipos de albañilería, sin embargo las soluciones planteadas
en esta investigación son más eficaces que las soluciones propuestas con un
ladrillo de menor escuadría, esto quiere decir entonces que a medida que se
aumenta el área frontal de la unidad cerámica llamada ladrillo y se disminuye el
porcentaje de mortero de pega (disminuyendo así también la cantidad de
hiladas), se disminuye por consecuencia el valor de transmitancia térmica.
Los porcentajes de reducción de área de mortero de pega y de valores de
transmitancia térmica se reflejan en la siguiente tabla: TABLA 6.13: “Comparación y Relación Entre Areas De Mortero De Pega / M2 De Albañilería V/S Transmitancia Térmica”
% AREA DE MORTERO DE PEGA / M2 DE ALBAÑILERÍA
% DISMINUCION DE AREA DE MORTERO / M2 DE ALBAÑILERÍA
TRANSMITANCIA TERMICA U (W / m2 °
C)
% DISMINUCION U (W / m2 ° C) Espesor
de Mortero de Pega
(mm) Ladrillo
TRE 29x14x7.1
Ladrillo GTR
29x14x11.3
Ladrillo TRE
29x14x7.1
Ladrillo GTR
29x14x11.3
Ladrillo TRE
29x14x7.1
Ladrillo GTR
29x14x11.3
Con respecto
a 2.4
Con respecto a 2.18
% DISMINUCIÒN DE U ENTRE
ALBAÑILERIAS CON DISTINTOS
TIPOS LADRILLOS (con
respecto al mismo espesor)
20 27 20.5 - - 2.4 2.18 9.17 - 9.17
15 21 16.1 6 4.5 2.2 2.07 13.75 5.05 5.91
10 15 11.2 12 9.3 2.07 1.96 18.33 10.09 5.31
5 9 5.9 18 14.7 1.9 1.8 25.00 17.43 5.26
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6.5.3 ENSAYO DE PERMEABILIDAD
Para analizar mejor este ensayo para las soluciones presentadas, se
presenta a continuación una tabla resumen con los resultados obtenidos.
TABLA 6.14: “Estanqueidad al agua de muros de albañilería: límites de estanqueidad”
Nº TIPO DE PROBETA ENSAYADA TIEMPO DE DURACIÓN
LÍMITE ESTANQUIDAD
(PA) 1 Albañilería con mortero de pega e=20 mm 30 min 200 2 Albañilería con mortero de pega e=15 mm 10 min 0 3 Albañilería con mortero de pega e=10 mm 35 min. 300 4 Albañilería con mortero de pega e=5 mm 8 min. 0
Si analizamos la tabla anterior podemos notar que para las soluciones
planteadas él limite de estanqueidad no es uniforme, ni va con relación al
espesor del mortero de pega, si no mas bien este depende de otros factores
que inciden en la penetración de agua en un muro de albañilería. Este factor se
refiere a que en las albañilerías se produce en todos los casos infiltración de
agua a través del mortero, en la forma que muestra en las Figuras 6.q.q, 6.r.r,
6.s.s y 6.t.t. Los límites de estanqueidad en todos los muros están muy por
debajo de los exigibles a las fachadas, dado los niveles de solicitaciones
hídricas de la zona centro-sur del país.
En el país no se han establecido todavía límites de estanqueidad al agua de
fachadas por zonas climáticas, materia en la cual se trabaja actualmente en el
Comité. F.6.31.1.: “Estanqueidad al Agua” del Instituto Nacional de
Normalización INN.
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CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 183
No obstante, la experiencia experimental y observaciones in-situ realizadas a
la fecha señalan que, en principio, como límite de estanqueidad aceptable
deberían considerarse aproximadamente 500 pa y tiempo de exposición 1 hora
a la solicitación hídrica que establece el método, esto es 136 lt/min m2. Límite
bastante distante del que muestran los muros ensayados.
Ninguna de las soluciones planteadas en esta investigación y dos de ellas
(15 y 5 mm) se pasan sin aplicación de presión antes de los 10 minutos de
aplicada la solicitación hídrica, y los dos restantes en el escalón 200 y 300 Pa a
los 30 y 35 minutos.
Se han realizado pruebas independientes de muros de albañilerías y
unidades de ladrillo cerámico, las cuales han arrojado valores de limites de
estanqueidad muy distintos para ambos casos, teniendo los ladrillos por si solos
un buen comportamiento a la infiltración de agua, al contrario de lo que pasa
con un muro de albañilería. De lo anterior se deduce el mal comportamiento del
mortero, considerando que se ha utilizado el mismo diseño de muro y mano de
obra. En este caso particular, los magros resultados de los muros se atribuyen
en gran parte al tipo de arena utilizada; con un módulo de finura igual a 3.07,
característico de las arenas tipo Bío-Bío, la que presenta un alto porcentaje de
partículas de gran tamaño.
Arenas con módulo de finura menor deberían mejorar esta característica.
No obstante, parece relativamente claro en atención a las propiedades
observadas en los ladrillos, que el mejoramiento de la característica
estanqueidad al agua pasa por el tratamiento de los morteros.
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6.5.4 ANALISIS DE LOS RECURSOS UTILIZADOS En este punto se hará un análisis de comparación de los costos de una
albañilería tradicional v/s las soluciones planteadas en esta investigación.
Para reflejar mejor lo antes mencionado se hace una comparación de costos
por m2 de albañilería en la siguiente tabla:
TABLA 6.15: “Análisis de costos albañilería tradicional v/s soluciones
planteadas”
TIPO COSTO
UNITARIO $ / M2
INCIDENCIA
Albañilería TRE con mortero de pega e=20 mm 7804 - Albañilería GTRE con mortero de pega e=20 mm 7670 Bajo 2% Albañilería GTRE con mortero de pega e=15 mm 7571 Bajo 3.4% Albañilería GTRE con mortero de pega e=10 mm 7387 Bajo 6.1% Albañilería GTRE con mortero de pega e=5 mm 7350 Bajo 6.7%
De la tabla anterior se refleja que la incidencia en el costo de las cuatro
soluciones planteadas en esta investigación con respecto a una albañilería
tradicional con un ladrillo de baja escuadría y mortero de pega espesor 20 mm
va desde un 2 a un 6.7 % respectivamente, esto quiere decir que la
incorporación de un ladrillo de mayor escuadría y la reducción de espesores de
mortero de pega, disminuye los costos por m2 de albañilería en un porcentaje
que si bien es cierto no es considerable para 1 m2, si lo es para grandes
cantidades de obra.
Nota: Se anexan análisis de precio unitario para cada solución.
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CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 185
6.6 DESARROLLO DE ESPECIFICACIONES TECNICAS Y RECOMENDACIONES PARA LAS SOLUCIONES PLANTEADAS
Uno de los objetivos específicos de esta investigación es la generación de
especificaciones técnicas para poder materializar las soluciones propuestas, es
en este contexto que a continuación se darán una serie de consideraciones que
van mas haya de una E.T. ya que señalan recomendaciones para la
construcción de las soluciones propuestas in situ.
Las consideraciones que se enumeran a continuación son las normalmente
utilizadas el los procesos de construcción de albañilerías que indican las
especificaciones técnicas generales y proveedores de ladrillos que señalan lo
siguiente:
Previo a la colocación de la primera hilada de ladrillos deberá verificarse:
Afianzado y aplomado del escantillón.
Humectación del ladrillo.
Limpieza y nivelación del sobrecimiento
Dosificación del mortero de pega (mezclado de los componentes,
limpieza, tiempo, etc)
Las albañilerías se construirán colocando las unidades constituyentes de
acuerdo a la disposición establecida en los planos del proyecto.
Para su colocación las unidades de albañilería deberán estar limpias, sin
defectos y con la humedad correspondiente a la de los ladrillos cerámicos
que deben estar saturados con superficie seca.
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CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 186
Cada unidad se asentará, previa colocación de mortero en la cabeza del
elemento, presionando hacia abajo y lateralmente sobre una capa de
mortero de junta fresco, de un espesor comprendido entre 20 y 5 mm,
correspondientes a lo señalado en esta investigación, la cual abarcara toda
la superficie de la unidad de albañilería. El mortero de la junta horizontal
debe colocarse en una longitud de avance no superior a 2 m.
Nota: En el caso de espesores de mortero de pega menores que 10 mm, se
deberá utilizar un tamaño máximo del árido para la dosificación de mortero de
pega de 2.5 mm, que corresponde a tamizar la arena por el tamiz N°18 de la
serie preferida, además se deberá agregar un 10% mas de dosis de cemento,
para incrementar la resistencia de dicho mortero.
En caso de ser necesario cortar unidades, este proceso se efectuará de
preferencia mediante sierra.
Posteriormente a la colocación de una hilada completa se verificará su
alineamiento horizontal y vertical.
La colocación de armaduras en las albañilerías armadas se efectuará de
acuerdo a las disposiciones de los planos y especificaciones particulares
del proyecto. A falta de éstas, se respetaran las pautas generales
establecidas en la cláusula 6.1 de NCh 1928. [Zabaleta, 1986]
El avance en la construcción de las albañilerías se efectuará en etapas de
una altura máxima de 1.2 m por día [Zabaleta, 1986] o según
especificaciones del proyecto.
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Una vez terminada la faena, se deben retirar todos los excesos de mortero
de ambos lados del muro y revisar el emboquillamiento de las canterías. Es
conveniente cargar la última hilada con una corrida sobrepuesta de
ladrillos, al interrumpir o terminar el trabajo. [ Catalogo Princesa, 2003]
La cantería debe ser trabajada con una herramienta adecuada, mientras el
mortero permita la deformación ante la presión de un dedo.
En relación a lo anterior, es que a continuación se propone el uso de una
herramienta vista en terreno y que proporciona eficacia en el procedimiento
de colocación del mortero de pega en la llaga.
Esta herramienta fue observada en una de las visitas a terreno que se
hicieron para la investigación de espesores de mortero de pega y su
justificación que se detalla mas adelante.
La herramienta propuesta es el denominado llaguero que cumple la función
de introducir el mortero de pega en la llaga una vez que esta sobrepuesto.
La ventaja de esta herramienta se basa principalmente en la compactación
del mortero a través de golpes sucesivos mediante una barra metálica del
ancho del muro o similar afianzada a una manilla. Además, esta
herramienta esta compuesta por un esqueleto metálico que sujeta a la
manilla y permite que el elemento haga juego en forma de émbolo. Para
identificar mejor la herramienta se deben observar las siguientes figuras.
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Figura 5.C: “Llaguero” Figura 6.u.u”Llaguero”
Figura 6.v.v “Utilización De Llaguero”
Terminada la albañilería se debe realizar el curado, mediante un riego con
agua limpia durante un periodo no inferior a 7 días. [ Catalogo Princesa,
2003].
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CONCLUSIONES Y COMENTARIOS
En esta investigación se cumplieron todos los objetivos trazados de forma
satisfactoria, sobre todo en el aspecto térmoestructural de las soluciones
planteadas, ejecutándose ensayos térmicos y mecánicos según la normativa
nacional vigente.
Desde el punto de vista mecánico se lograron valores altamente superiores a
lo exigido por la norma, superándolos, por ejemplo en un 60 a 51% con
espesores de mortero de pega 20 y 15 mm y en un 45 a 25% con espesores
considerados como mas desfavorables (10 y 5 mm), todo esto para el ensayo
de compresión de prismas de albañilería, por otro lado para el ensayo de corte
diagonal de muretes de albañilería estos valores fueron aún mas significativos.
En comparación con trabajos anteriores sobre las cuales se baso esta
investigación, los valores obtenidos en estos ensayos bajaron un poco debido a
la esbeltez por mayor altura del ladrillo utilizado (GTRE) en comparación a un
ladrillo tradicional de menor altura (TRE).
Una de las metas más importante de este proyecto es la reducción de
valores de transmitancia térmica (U), debido a la pronta entrada en vigencia de
nuevas normativas que exigirán un mejor comportamiento térmico de los muros
en la envolvente de las edificaciones, es en relación con esto que se
compararon los resultados obtenidos de los ensayos térmicos con las
propuestas de valores de transmitancia térmica, llegando a la conclusión que
dichos resultados se sitúan dentro de dos zonas (1 y 2) con espesores de
mortero de pega 20, 15 y 10 mm y en tres zonas (1, 2 y 3) con espesor de
mortero de pega 5 mm que arrojo un valor de transmitancia térmica de 1.8
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W/m2K, a demás con dicho resultado se mejoro en 33% el comportamiento
térmico de un muro de albañilería de ladrillo de baja escuadriía (TRE).
Dicho lo anterior se puede concluir que la incorporación de ladrillos de altas
escuadrías con morteros de pega de reducido espesor, es un método factible
de realizar ya que no compromete las resistencias mecánicas y térmicamente
hay una respuesta satisfactoria al disminuir los valores de tarnsmitancia térmica
reduciendo el porcentaje de mortero de pega en el área frontal de un muro.
Otro punto importante es que con la incorporación de ladrillos de grandes
dimensiones se disminuye la cantidad de mortero de pega reduciendo los
costos por m2 de albañilería en un porcentaje poco significativo para un m2 de
albañilería pero importante para grandes cantidades de obra.
A modo de comentario se puede señalar que las soluciones planteadas en
esta investigación se verían mejoradas con la incorporación de nuevos
materiales que reemplacen el mortero de pega o en conjunto con otras
soluciones, así como también el aumento de las dimensiones de los ladrillos de
modo de disminuir él numero de hiladas de albañilería o el cambio de su
morfología mejorando la distribución de sus alvéolos.
Por ultimo, de acuerdo a las tipologías de los ladrillos cerámicos producidos
por la industria nacional, se puede apreciar que no existe una coherencia y
relación directa en el diseño de los ladrillos con respecto al comportamiento
estructural y térmico en muros de albañilería, siendo privilegiado la economía
de materia prima arcillosa y el aspecto estructural; sin embargo, se estima que
debe existir un diseño que permita mejorar en forma conjunta dichos
comportamientos, dándole una mejor calidad de vida a las personas.
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BIBLIOGRAFÍA [Campos, 2002], Seminario I “Caracterización de Propiedades Térmicas e Hídricas de Ladrillos Cerámicos Locales”, Universidad del Bío Bío. [Castro, 2002], Tesis de Grado “Influencia del Mortero de Pega en el Comportamiento Térmico y Mecánico de las Albañilerías de Ladrillo Cerámico Hechos a Maquina”, Universidad del Bío Bío. [Gutiérrez, 1999], Tesis de Grado “Desarrollo de una Propuesta de Muro Doble de Albañilería”, Universidad del Bío Bío. [Instituto de la Construcción, 2002], “Determinación de Tipologías Base” [Kreist, Frank, 1993], “Principios de Transferencia de Calor”, Ediciones Herrero Hermanos, Sucesores S.A. [NCh 148, Of 68], “Cemento – Terminología, Clasificación y Especificaciones Generales”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 158, Of 67], “Ensayo de Flexión y Compresión de Morteros de Cemento”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 163, Of 79], “Aridos Para Morteros y Hormigones – Requisitos Generales”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 169, Of 2001], “Construcción – Ladrillos Cerámicos – Clasificación y Requisitos”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 849, Of 87], “Aislación térmica – Transmisión de energía – Terminología, Magnitudes, unidades y Símbolos, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 851, Of 83], “Aislación Térmica – Determinación de Coeficientes de Transmisión Térmica por el Método de la Cámara Térmica”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 1019, Of 74], “Construcción – Hormigón – Determinación de la Docilidad – Método del Asentamiento del Cono de Abrams”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 1498, Of 93], “Hormigón - Agua de Amasado – Requisitos”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 1928, Of 93], “Albañilería Armada – Requisitos para el Diseño y Calculo”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 2123, Of 97], “Albañilería Confinada – Requisitos de Diseño y Calculo”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 2256/1, Of 2001], “Morteros– Parte 1: Requisitos Generales”, Ediciones Instituto Chileno de Normalización.
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[Pérez, 2002], Seminario I, “Analisis del Potencial Mejoramiento Térmico de los Muros de Albañilería y hormigón Utilizando Estucos de Ultima Generación, Universidad del Bío Bío. [Polpaíco, 2001], “Manual de Obras Pequeñas” [Universidad del Bío Bío, 2000], “Ensayos Realizados en la Universidad del Bío Bío. [Universidad del Bío Bío, 1999], “Apuntes de Física de Construcción. [Zabaleta, Egaña, 1989], “Manual del Mortero”, Ediciones Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón. [Zabaleta, 1986]. “Construcción en Hormigón, Especificaciones Técnicas y Control de Calidad”, Ediciones Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón.
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GLOSARIO
Adición: material activo agregado en cantidades considerables para modificar algunas propiedades del mortero por acción física, química o físico-química. Arena (árido fino): árido que pasa por el tamiz de abertura nominal de 5 mm y es retenido en el de 0.080 mm. Arido: material pétreo compuesto de particulas duras, de forma y tamaño estables. Arido natural: árido procedente de yacimientos petreos y que no ha sido sometido a tratamiento mecanizado. Arido tratado: árido que se sometio a tratamiento de trituración, clasificacion por tamaños y/o lavado en operaciones controladas mecanizadas. Armadura: barras de acero estructural incluidas en el mortero o en el hormigón de relleno de la albañilería. Aparejo: disposición en que se colocan las unidades de albañilería, según ordenamiento prefijado. Cal: producto obtenido por descomposición térmica (calcinación) de minerales calcáreos. Cal hidráulica: producto cementicio de cal hidratada y cantidades apropiados de productos hidráulicos sílico-aluminosos cálcicos que aseguren su endurecimiento bajo agua. Calor: Energía térmica desarrollada en la combustión. Se propaga por radiación, conducción y convección. Cáscara simple: pared exterior del ladrillo cerámico que en su espesor no incluye perforaciones. Cáscara compuesta: pared exterior del ladrillo cerámico que en su espesor incluye perforaciones regularmente distríbuidas en todo su desarrollo. Cemento: es un material pulverizado que por adición de uan cantidad conveniente de agua forma una pasta conglomerante capaz de endurecer tanto bajo el agua como en el aire. Cemento Portland: es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clinquer y yeso y que pueda aceptar hasta un 3% de materias extrañas, excluido el sulfato de calcio hidratado. Cemento puzolanico: es el producto que se obtiene de la moliendaconjunta de clinquer, puzolana y yeso y que puede aceptar hasta un 3% de materias extrañas, excluido el sulfato de calcio.
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Cemento siderúrgico: es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clinquer, escoria granulada de alto horno y yeso y que puede aceptar hasta un 3% de materias extrañas, excluido el sulfato de calcio hidratado. Clinquer: Es el producto que esta constituido principalmente, por silicatos cálcicos. Se obtiene por calentamiento hasta una temperatura que no podra ser inferior a la temperatura de fusión incipiente de una mezcla homogenea finamente molida en proporciones adecuadas, formada principalmente por oxidos de calcio (CaO) y silicio (SiO2) y por oxidos de aluminio (Al2O3) y fierro (Fe2O3) en proporciones menores. Consistencia: grado de fluidez del mortero fresco que depende fundamentalmente de la fase líquida y del contenido y características de los componentes sólidos y que se mide como Extendido en la Mesa de Sacudidas según NCh 2257/1. Densidad de flujo termico: flujo termico divido por el área. Escoria: es el producto que se obtiene por enfriamiento brusco de la masa fundida no metálica que resulta en el tratamiento de mineral de hierro en alto horno. Fisura pasada: defecto de fabnricación que compromete el espesor de cáscaras o tabiques. Fisura superficial: defecto de fabricación que afecta superficialmente el espesor de cáscaras o tabiques. Flujo termico: cantidad de calor transferido a un sistema, o desde un sistema, dividida por el tiempo. Granulometria de un árido: distribución porcentual en masa de los distintos tamaños de particulas que conotituyen un arido, de acuerdo con NCh 165. Hilada: conjunto de unidades de albañilería ubicadas en un mismo plano horizontal. Mortero: mezcla constituida por cemento, arena y eventualmente otro material conglomerante que con adición de agua reacciona y adquiere resistencia. Mortero de Junta: mortero que se emplea para unir monolíticamente las unidades de albañilería de piedras, ladrillos o bloques de hormigón. Puzolana: es un material siliceo-aluminoso que aunque no posee propiedades aglomerantes por si solo, las desarrolla cuando esta finamente dividido. Resistencia termica: diferencia de temperatura dividida por la densidad del flujo termico. Retentividad: capacidad del mortero de retener el agua de amasado ante solicitaciones externas de absorción o succión. Resistencia termica total: diferencia de temperatura de aire a aire dividida por la densidad del flujo termico.
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Tamaño máximo absoluto de un árido (Da): corresponde a la abertura del menor tamiz de las series establecidas en NCh 165, que deja pasar el 100% de la masa ddel árido. Tamaño máximo nominal de un árido (Dn): correeponde a la abertura del tamiz inmediatamente menor que Da, cuando por dicho tamiz pase el 90% o mas de la masa de un árido. Cuando pasa menos del 90%, el tamaño maximo nominal se considerara igual al tamaño maximo absoluto. Unidad de albañilería: pieza simple empleada en la construcción de albañilería: ladrillo cerámico, bloque de hormigón u otra.
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ANEXOS
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ANEXO A: FOTOGRAFIAS DE LAS OBRAS VISITADAS
PROYECTO: CONDOMINIO GRANADA, CONJUNTO DE VIV. DFL-2
UBICACIÓN: VILLA UNIVERSITARIA, CAMINO A PENCO
CONSTRUYE: J. A. INGENIERÍA Ltda.
PROYECTO: 450 VIVIENDAS SERVIU
UBICACIÓN: RIVERA NORTE CONCEPCION
CONSTRUYE: ADRIANA MENDEZ LEPE Cía. Ltda.
PROYECTO: PORTAL DE SAN PEDRO
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UBICACIÓN: RUTA 160, LOMAS COLORADAS, SAN PEDRO DE LA PAZ
CONSTRUYE: CONSTRUCTORA SOCOVESA S.A.
PROYECTO: 251 VIV. SERVIU
UBICACIÓN: MARTILES DEL CARBON LAGUNILLAS, CORONEL
CONSTRUYE: CONSTRUCTORA MARCELO RIVANO Ltda.
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ANEXO B: ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LAS OBRAS VISITADAS
OBRA 1: ESPECIFICACIONES TECNICAS OCTUBRE DE 2002 Proyecto: CONDOMINIO GRANADA Conjunto de Viv. DFL-2, acogidas a la Ley 19.537 Propietario: Inmobiliaria Granada Ltda. Arquitecto: E. EDUARDO RIVERA G. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO: El proyecto consiste en la construcción de un conjunto de 8 viviendas DFL-2, acogidas según Ley 19.537. El conjunto contempla viviendas de tres niveles (2 pisos y mansarda), consultando dos tipologías de viviendas (A viv. De extremo de 95,18 m2 y B viv. Intermedia de 87,43 m2), se proyecto ademas una pequeña portería de 3,75 m2. La superficie total construida es de 718,69 m2. B.- OBRA GRUESA B.3.- Muros Estructurales: Para el primer y segundo nivel, y portería se consultan muros de albañilerá reforzada. Las albañilerías serán de ladrillo de arcilla cocida colocado de soga y los refuerzos de hormigón armado. Las caracteristicas de los ladrillos. El mortero de pega, la dosificación del hormigón y dimensiones de armaduras, serán las indicadas en planos de estructuras. Los muros “divisorios entre unidades” (cortafuegos), serán de albañilería y hormigón hasta la cubierta. Nota: Se señalan solo especificaciones técnicas para la albañilería.
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OBRA 2 Y 3 (450 VIV. SERVIU RIVIERA NORTE Y 251 VIV. SERVIU CORONEL) b. Albañilería reforzada.
• Mortero de pega razón mínima 1: 0,24 : 4 en peso de cemento, cal y arena. Consulta refuerzos de dos fierros estriados de 8 mm cada 6 hiladas y bajo los alféizar de ventana; deberán amarrarse a estructura vertical (pilares y/o machones).
• La primera hilada en encuentro con pasillo exterior, en viv. Tipo C, deberá protegerse conformando ½ caña de mortero 1 : 3 con agregado hidrófugo.
En general en las albañilerías se deberá controlar:
• Ladrillos en general
• El tipo, clase, grado y dimensiones de los ladrillos.
• Que presenten todas sus caras planas, forma regular y uniformemente cocido, no se acepatarán ladrillos con fisuras, grietas o trizaduras.
• La resistencia a la compresión, su adherencia y absorción, en laboratorios aurorizados.
• La partida de ladrillos se rechazará si mas del 10% no cumple con las condiciones de resistencia, adherencia y absorción.
• Se verificará que cuando sea posible, el proveedor certifique las características de los ladrillos mediante un certificado emitido por un laboratorio oficial que incluirá antecedentes de resistencia a la compresión, adherencia y absorción de acuerdo a NCh 167.
• Se verificará que el almacenamiento sea en un lugar limpio, nivelado y cercano a la obra.
Ladrillos hechos a mano
• Se aceptarán las siguientes tolerancias en dimensiones: Largo= 300 ± 13 mm, Ancho= 150 ± 8
mm, Espesor= 70 ± 10 mm.
• Resistencia a compresión: Promedio= 40 Kg/cm2 ; Individual= 35 Kg/cm2.
• Adherencia promedio= 2,0 Kg/cm2 ; Individual= 1,75 kg/cm2
• Absorción Promedio= 20% ; Individual= 24%.
• Norma Técnica: NCh 167 Of. 54.
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Ladrillos hechos a máquina (Tipo 1, clase MqP, grado 2 y 3)
• Los requisitos de resistencia, absorción y adherenciapara ladrillos tipo 1grado 2 y 3 serán: Grado 2: Resistencia promedio= 120 Kg/cm2; Individual= 90 Kg/cm2; Adherencia promedio= 4 Kg/cm2; Individual= 3 Kg/cm2; Absorción promedio= 12%; Individual= 14%; Grado 3: Resistencia promedio= 80 Kg/cm2; Individual= 90 Kg/cm2; Adherencia promedio= 4 Kg/cm2; Individual= 2 Kg/cm2; Absorción promedio= 14%; Individual= 16%.
• Ejecución de las albañilerías.
• Se verificará que la mezcla del mortero de pega, sea homogénea, de consistencia y docilidad adecuada a su uso.
• Los ladrillos se deberán colocar cuando el mortero este fresco y plástico.
• Las juntas verticales de ladrillos deberán ser a eje y en ningun caso pdrán quedar a menos de 10 cm de la junta de la hilada adyacente.
• Los ladrillos se mojarán 1 hora antes de ser usados; en el momento de su colocación no deberá tener agua superficial, ni estar con superficie seca.
• Se deberá controlar el correcto llenado de mortero de las juntas verticales o llagas las que deberán quedar rebosadas en todo su alto y ancho.
• Para reducir la evaporación por viento o sol, en muros muy expuestos, deberá cubrirse con cortinas de arpillera húmeda u otra alternativa.
• No se aceptarán muros exteriores de albañilería a la vista.
• Normas Técnicas: NCh 2183, 2184, 2185, 2186 Of. 92 sobre hormigón y morteros.
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OBRA 3 CONSTRUCTORA SOCOVESA S.A. OBRA: PORTAL DE SAN PEDRO ESPÈCIFICACIONES TECNICAS GENERALES Albañilería a la vista:
Tipo de Ladrillo Función Materiales a Utilizar Recomendacion
Estructura de la albañilería Ladrillo prensado de 29x14x10 o 29x14x7,1
Mojar los ladrillo, debén estar saturados en agua con superficie seca
Unir ladrillos entre sí Mortero 1 : 3 El espesor de la canmtería debe ser 1,5 cm. La cantería debe terminarse bien afinada.
29x14x10 o 29x14x7,1
Aditivo impermeabilizante para el mortero
Sika 1 o similar 13,5 lt. De SIKA 1 por m3 de mortero o 1 lt. De SIKA 1 para 14 lt. De agua.
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Albañilería estucada:
Tipo de Ladrillo Función Materiales a Utilizar Recomendacion
Estructura de la albañilería Ladrillo prensado de 29x14x10
Mojar los ladrillo, debén estar saturados en agua con superficie seca
Unir ladrillos entre sí Mortero 1 : 3 El espesor de la canmtería debe ser entre 1 y 2 cm. La cantería debe terminarse bien afinada.
29x14x10 o 29x14x7,1
Aditivo impermeabilizante para el mortero
Sika 1 o similar 13,5 lt. De SIKA 1 por m3 de mortero o 1 lt. De SIKA 1 para 14 lt. De agua.
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ANEXO C: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS
OBRA: TESIS DE GRADO CRISTIAN TORRES PARTIDA: Albañilería con ladrillo TRE y espesor de mortero de pega 20 mm CANTIDAD DE OBRA: 1 UNIDAD: m2
A. Materiales
Recurso Unidad Cantidad Precio Total Unidad
ladrillo TRE 29x14x7.1 m2 36 95 3420 Arena m3 0.027 3000 81 Cemento saco 0.43 4000 1720
TOTAL A 5221 Unitario A 5221
B. Maquinas y Herramientas Recurso Unidad Cantidad Precio Total
Unidad Betonera día 0.1 10000 1000
TOTAL B 1000 Unitario B 1000
C. Mano de Obra Recurso Unidad Cantidad Precio Total
Unidad Albañil + Ayudante
Día 0.07 17000 1190
Sub. Total C 1190 33%Leyes
Sociales392.7
TOTAL C 1582.7 Unitario C 1583 Total Costo
Directo(A+B+C)7803.7
Total Costo Unitario Directo 7804
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ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS
OBRA: TESIS DE GRADO CRISTIAN TORRES PARTIDA: Albañilería con ladrillo GTRE (espesor de mortero de pega 20 mm) CANTIDAD DE OBRA: 1 UNIDAD: m2
A. Materiales
Recurso Unidad Cantidad Precio Total Unidad
ladrillo GTRE 29x14x11.3 m2 25 150 3750 Arena m3 0.019 3000 57 Cemento saco 0.32 4000 1280
TOTAL A 5087 Unitario A
B. Maquinas y Herramientas Recurso Unidad Cantidad Precio Total
Unidad Betonera día 0.1 10000 1000
TOTAL B 1000 Unitario B 1000
C. Mano de Obra Recurso Unidad Cantidad Precio Total
Unidad Albañil + Ayudante
Día 0.07 17000 1190
Sub. Total C 1190 33%Leyes
Sociales392.7
TOTAL C 1582.7 Unitario C 1583 Total Costo
Directo(A+B+C)7669.7
Total Costo Unitario Directo 7670
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ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS
OBRA: TESIS DE GRADO CRISTIAN TORRES PARTIDA: Albañilería con ladrillo GTRE (espesor de mortero de pega 15 mm) CANTIDAD DE OBRA: 1 UNIDAD: m2
A. Materiales
Recurso Unidad Cantidad Precio Total Unidad
ladrillo GTRE 29x14x11.3 m2 26 150 3900 Arena m3 0.016 3000 48 Cemento saco 0.26 4000 1040
TOTAL A 4988 Unitario A 4988
B. Maquinas y Herramientas Recurso Unidad Cantidad Precio Total
Unidad Betonera día 0.1 10000 1000
TOTAL B 1000 Unitario B 1000
C. Mano de Obra Recurso Unidad Cantidad Precio Total
Unidad Albañil + Ayudante
Día 0.07 17000 1190
Sub. Total C 1190 33%Leyes
Sociales 392.7
TOTAL C 1582.7 Unitario C 1583 Total Costo
Directo(A+B+C) 7570.7
Total Costo Unitario Directo 7571
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ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS
OBRA: TESIS DE GRADO CRISTIAN TORRES PARTIDA: Albañilería con ladrillo GTRE (espesor de mortero de pega 10 mm) CANTIDAD DE OBRA: 1 UNIDAD: m2
A. Materiales
Recurso Unidad Cantidad Precio Total Unidad
ladrillo GTRE 29x14x11.3 m2 27 150 4050 Arena m3 0.0113 3000 33.9 Cemento saco 0.18 4000 720
TOTAL A 4803.9 Unitario A 4804
B. Maquinas y Herramientas Recurso Unidad Cantidad Precio Total
Unidad Betonera día 0.1 10000 1000
TOTAL B 1000 Unitario B 1000
C. Mano de Obra Recurso Unidad Cantidad Precio Total
Unidad Albañil + Ayudante
Día 0.07 17000 1190
Sub. Total C 1190 33%Leyes
Sociales 392.7
TOTAL C 1582.7 Unitario C 1583 Total Costo
Directo(A+B+C) 7386.6
Total Costo Unitario Directo 7387
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON
MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”
CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 208
ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS
OBRA: TESIS DE GRADO CRISTIAN TORRES PARTIDA: Albañilería con ladrillo GTRE (espesor de mortero de pega 5 mm) CANTIDAD DE OBRA: 1 UNIDAD: m2
A. Materiales
Recurso Unidad Cantidad Precio Total Unidad
ladrillo GTRE 29x14x11.3 m2 29 150 4350 Arena m3 0.0059 3000 17.7 Cemento saco 0.1 4000 400
TOTAL A 4767.7 Unitario A 4768
B. Maquinas y Herramientas Recurso Unidad Cantidad Precio Total
Unidad Betonera día 0.1 10000 1000
TOTAL B 1000 Unitario B 1000
C. Mano de Obra Recurso Unidad Cantidad Precio Total
Unidad Albañil + Ayudante
Día 0.07 17000 1190
Sub. Total C 1190 33%Leyes
Sociales392.7
TOTAL C 1582.7 Unitario C 1583 Total Costo
Directo(A+B+C)7350.4
Total Costo Unitario Directo
7350